高一物理必修二第六章万有引力与航天导学案

1、第六章 万有引力与航天§6.1 行星的运动导学案【学习目标】1.了解地心说和日心说的基本内容. 2.知道所有的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上.3.知道所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相 等,且这个比值与行星的质量无关,但与太阳的质量有关. 4.能够运用开普勒行星运动定律公式解决有关行星运动问题任务一、自主导学1. 地心说与日心说：1.地心说: 是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕 运动。2.日心说： 是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球和其他行星都绕 运动。3.两种学说的局限性都把天体的运动看的很神圣，认为天体的运动必然是最完

2、美，最和谐的 运动，而和丹麦天文学家 的观测数据不符。2. 探究开普勒第一定律（轨道定律）表一：各年四节气具体日期统计表年份春分夏至秋分冬至20083月20日6月21日9月22日12月22日20093月20日6月21日9月23日12月22日20103月21日6月21日9月23日12月22日通过分析数据，可以得到以下结论：春天：92天 夏天：94天 秋天：84天 冬天：90天 说明：四季的时间是不相等的进而说明：地球绕太阳的运动并不是完美的匀速圆周运动开普勒第一定律所有 绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 的一个 上。1. 探究椭圆轨道特征将一条绳的两端固定在两个定点（图钉）上，以铅笔拉紧绳子所画

3、出的图形即为椭圆。这两个定点称为此椭圆的两个焦点。从椭圆上任一点至两焦点的距离之和为一定值，即 常数。O点为对称中心点, 称为半长轴； 称为半短轴。2. 探究开普勒第二定律（面积定律）对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 内扫过的 。 思考：当行星离太阳比较近的时候，运行的速度比较 ，而行星离太阳比较远的时候，运行的速度比较 。三、开普勒第三定律所有行星的椭圆轨道的半长轴的 跟公转周期的 比值都相等。用公式来表示： 。对开普勒第三定律的理解（1）对于太阳系中任意两颗行星，均满足比例式，k值与 无关，而取决于 ，此定律也适用于圆轨道，满足（2）此定律不仅使用于行星绕太阳的运转，也适用于其他天体系

4、统。如卫星绕地球运转（3）中心天体不同，k值不同，因而对于月亮绕地球运行和地球绕太阳运行不成立5、行星运动的近似处理实际上，多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，这时开普勒行星运动三定律可表述为：1行星绕太阳运动的轨道十分接近 ，太阳处在 。2对某一个行星来说，它绕太阳运动的线速度大小（或角速度）不变，即做 运动。3所有行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r的 跟它公转周期T的 的比值都 。即 。任务二 达标提升1. 理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。关于开普勒第三定律公式，下列说法中正确的是（ ）A行星轨道的半长轴越长，自转周

5、期就越长 B行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C对于所有天体的行星或卫星，k值都相等 D不同天体的行星或卫星，k值可能不相等2. A、B两颗人造地球卫星的质量之比为l：2，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为（ ）A1：2 B1：4 C2：1 D4：13关于公式，下列说法中正确的是（ ）A公式只适用于围绕太阳运行的行星B公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星C公式中的k值，对于所有行星（或卫星）都相等D公式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关4两颗行星的质量分别为，绕太阳运行的轨道半长轴分别为，则它们的公转周期之比为（ ） A B C D无法确定5、

6、关于行星的运动，以下说法正确的是：（ ）A、 行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大。B、 行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大。C、 水星的半长轴越短，公转周期就越大。D、 水星离太阳最近，绕太阳运行的公转周期最小。6A、B两颗人造地球卫星质量之比为l：2，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为 ( )A1：2 B1：4 C2：1 D4：17两颗人造地球卫星A和B，A一昼夜绕地球转动nA圈，B一昼夜绕地球转动nB圈，那么A和B的运行轨道半径之比RA：RB 8、地球公转运行的轨道半径，若把地球公转周期称为1年，那么土星运行的轨道半径，其周期多长？§6.2 太阳与行星间的引力导学案

7、【学习目标】1. 知道行星绕太阳运动是原因是受到太阳引力的作用。2.在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动定律的基础上，推导得到太阳与行星间的引力的表达式，并初步理解其物理意义。【学习重点】根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式。【学习难点】太阳与行星间的引力公式的推导。任务一 自主学习（一）牛顿的分析方法：（1） 建立物理模型： 大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，可以将行星的轨道按“圆”处理。行星绕太阳做近似匀速圆周运动，行星做圆周运动运动对受力有什么要求？（2）需要的向心力由什么力提供？有多大？（3） 引力和向心力有什么关系？如何

8、求太阳对行星的引力？任务二 合作探究1.太阳对行星的引力（1）行星绕 做近似匀速圆周运动时，需要的向心力是由 提供的，设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力F= （2）天文观测可得到行星公转的周期T，行星运行的速度v和周期T之间的关系为 （3）将v=代入F=得F=，再由开普勒第三定律T 2=消去T得 .因而可以说F与成正比. 即太阳对不同行星的引力与行星的 成正比，与行星和太阳间距离的 成反比.2.行星对太阳的引力根据牛顿第三定律，可知太阳吸引行星的同时，行星也吸引太阳，由此可得行星对太阳的引力F应该与太阳质量M成 ，与行星和太阳间距离的 成反

9、比.。3.太阳与行星间的引力综上可以得到太阳与行星间的引力表达式 ，式中G是比例系数，与 、 都没有关系任务三 达标提升1行星之所以绕太阳运动，是因为 ( )A行星运动时的惯性作用 B太阳是宇宙的控制中心，所以星体都绕太阳旋转C太阳对行星有约束运动的引力作用 D行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳2太阳对行星的引力与行星对太阳的引力大小相等，其依据是 ( )A牛顿第一定律 B牛顿第二定律 C牛顿第三定律 D开普勒第三定律3下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( )A太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C太阳

10、对行星的引力规律是由实验得出的D太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的4太空舱绕地球飞行时，下列说法中正确的是（ ）A太空舱做圆周运动所需要的向心力由地球对它的吸引力提供 B地球对舱内物体无吸引力C太空舱内宇航员感觉舱内物体失重 D太空舱内无法使用天平。5一群质量不同的小行星在同一轨道上绕太阳旋转，则这些小行星的（ ）A加速度和向心力都相同 B运行周期和运行速率都相同C加速度和向心力都不同 D运行周期和运行速率都不同6下列说法中正确的是（ ）A行星与太阳之间的一对力是平衡力B行星与太阳之间的一对力，其力的性质是不相同的C如果太阳的质量减小一些，则行星与太阳

11、之间的这对力就不平衡了D行星既不能飞出太阳系又不会被吸引到太阳上，是因为行星受的太阳的引力充当行星绕太阳运动的向心力7. 两个行星的质量分别是m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，如果它们只受到太阳引力的作用，那么，这两个行星的向心加速度之比为 .5两个质点的质量分别是m1和m2，当它们相距为r时，它们之间的引力是F。（1）当m1增大为2 m1，m2增大为3 m2，其他的条件不变，则引力为 F。（2）当r增大为2r，其他的条件不变，则引力为 F。（3）当m1、m2和r都增大为原来的2倍，则引力为 F。6两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m1:m2=p，轨道半径之比r1:

12、r2=q，则它们的公转周期之比T1:T2= ，它们受到太阳的引力之比F1:F2= 。7宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形的轨道上，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是多少年？已知地球绕太阳公转的速度约为30km/s，则该宇宙飞船绕太阳的公转速度是多少？§6.3 万有引力定律导学案【学习目标】一学习目标1了解万有引力定律得出的思路和过程。 2理解万有引力定律并能应用万有引力定律计算引力。3知道引力常量G并理解其内涵。4知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。任务一 自主导学1. 思维的力量：拉住月球使它围绕地球运动的力，使苹果下落的力，以及太阳

13、与地球、众行星间的作用力是不是同一种力，遵循相同的规律？物理学家展开了探索）任务二 合作探究 2、月-地检验(1)月-地检验的目的是什么？（2）月-地检验的验证原理是怎样的？（3）如何进行验证？验证结论： 问题探究：（地面物体之间是否存在引力作用？存在与否的理由是什么？3、万有引力定律（1） 万有引力定律的内容： （2） 万有引力定律的数学表达式： （3） 对万有引力定律的理解：（4） 万有引力定律的使用条件： （5） 发现万有引力定律的意义:，证明了天体运动和地面上运动遵守共同的力学原理，实现了天地间力学的大综合，第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律。这是人类认识历史上的一个重大飞跃。

14、万有引力在天体运动中起着主要作用，在宇宙探索研究中有很重要的应用。4、引力常量G（1）卡文迪许的扭秤实验装置如图（2）原理：利用实验装置测出大球和小球之间的万有引力F，再测出mm和球心的距离r，即可求出引力常量：G=Fr2/mm(3)引力常量的标准值：G=6.67259×10-11Nm2/kg2,通常取G=6.67×10-11Nm2/kg2（4）引力常量测出的意义是什么？任务三 达标提升1. 第一次在实验室测出引力常量的科学家是（ ）A.牛顿 B.开普勒 C.卡文迪许 D.伽利略2关于万有引力，下列说法正确的是（ ）A牛顿把地球表面的动力学关系应用于天体，发现了万有引力定律

15、B开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备C只有天体之间才有万有引力D太阳对行星的引力就是行星绕太阳旋转的向心力3对于万有引力定律的表述式，下面说法中正确的是（ ）A. 公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B. 当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C. m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D. m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关4. 两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F。若两个半径是小球半径2倍的实心小铁球靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）A2F B4F C8F D16F5.月地

16、检验的结果说明（ ）A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质力B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力C.地面物体所受地球的引力只与物体质量有关，即G=mgD.月球所受地球的引力除与月球质量有关外，还与地球质量有关6.下列关于万有引力定律的说法正确的是（ ）A万有引力定律是牛顿发现的 B中G是一个比例常数，是有单位的C万有引力定律适用于质点间的相互作用D两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用来计算，r是两球体球心间的距离7. 若万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，重力加速度g=9.8 m/s2，地球

17、半径R=6.4×106 m，则可推知地球质量的数量级是（ ）A. 1018 kgB. 1020 kg C. 1022 kgD. 1024 kg8下列关于陨石坠向地球的解释中，正确的是（ ）A陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力B陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地面C太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D陨石受到其它星球的斥力而落向地球9. 设想把一个质量为m的物体放在地球中心，这时它受到地球对它的万有引力为（ ）A零 Bmg C无穷大 D无法确定10. 设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径）处

18、，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为（ ）A. 1 B. 1/9 C. 1/4 D. 1/1611地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（ ）A1:27 B. 1:9 C. 1:3 D. 9：1 12. 假设火星和地球都是球体,火星的质量M火与地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径与地球的半径之比R火/R地=q，求它们表面处的重力加速度之比。13设想把一质量为m的物体放在地球的中心，这时它受到地球对它的万有引力是（ ）A. 0 B. mg (g=9.8m/s2) C. D. 无

19、法确定14假设地球为一密度均匀的球体，若保持其密度不变，而将半径缩小1/2。那么地面上的物体所受的重力将变为原来的 ( )A2倍 B12 C4倍 D1815在一次测定引力常量的实验中，已知一个质量为0.8kg的球，以1.3×10-10N的力吸引另一个质量为4.0×10-3kg的球，这两个球的球心间的距离为4.0×10-2m。地球表面的重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6400km。请根据这些数据计算地球的质量。§6.4 万有引力理论的成就导学案【学习目标】 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用；2.了解“称量地球质量”的基本思路；3.了解计算太阳

20、质量的基本思路，会用万有引力定律计算天体质量。4. 运用万有引力定律和圆周运动学知识分析解决天体运行中问题【学习重点】 1万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用；2会用已知条件求中心天体的质量。【学习难点】 1物理模型的建立；2应用万有引力定律解决实际问题。任务一: 自主导学1.科学真是迷人如果_的影响，地面上质量为m的物体受到重力等于_，即mg=_，由此得地球的质量表达式为_。已知g=10m/s2, R=6371km, G=6.67×10-11N·m2/kg2,则地球的质量约为_kg。2. 计算中心天体的质量（1）将行星的运动近似看作匀速圆周运动，行星的向心力由 来

21、提供，可以列出方程：，由得到，从而求出太阳的质量 。（2）如果已知卫星绕行星运动的 和卫星与行星之间的 、也可以算出行星的质量。（3）观测 的运动，可以计算太阳的质量，观测 的运动，可以测量地球的质量。（4）如果不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体受到的重力mg等于 对物体的万有引力即 ，由此解出M=。若已知g=9.8 m/s2，R=6370 km，G=6.67×10-11 N·m2/kg2，则可计算出地球的质量为 kg。思考：测量太阳的质量时，是否需要知道行星的质量？不同的行星r和T各不相同，但计算出来的太阳质量是否一定相同呢？3.发现未知天体海王星是在_年_月_日

22、发现的，发现过程是：发现_的实际运动轨道与_的轨道总有一些偏差，根据观察到的偏差数据和万有引力定律计算出_，并预测可能出现的时刻和位置；在预测的时间去观察预测的位置。海王星和冥王星发现的重要意义_。任务二： 要点突破4.万有引力定律应用图表项目内容说明或提示研究天体运动的应用公式研究天体运动时，太阳系中的八大行星及其卫星的运动都可以看作匀速圆周运动它们做匀速圆周运动的向心力就是它们受到的万有引力测中心天体质量M或天体密度中心天体质量天体密度：若卫星在天体表面运行，则rR，则有：把卫星的运动看成匀速圆周运动通过测出天体的卫星的环绕周期、轨道半径，则可推算出天体的质量及天体的密度特别是卫星在天体表

23、面环绕时，只要测出其环绕周期，就可以测出天体的密度研究天体表面物体重力的应用公式mg例如对月球表面物体的“重力”：mg月，这里忽略了地球对月球表面物体的万有引力其余天体上的物体的“重力”照此类推已知r月轨60R地，可求出：g月轨2.7×103 m/s2已知M月/M地1/81，R月/R地1/3.8可求出：g月1.74 m/s2g地/6可见，地球在月球轨道处产生的重力加速度远小于月球对其表面物体产生的重力加速度所以在月球上，地球对物体的万有引力可以忽略，而只考虑月球对物体的万有引力作用任务三 达标提升1.下面说法正确的是（ ）A海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B天王星是人们

24、依据万有引力定律计算出轨道而发现的C天王星的运动轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的2一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是（ ）A4年 B6年 C8年 8/9年3地球公转的轨道半径是R1，周期是T1，月球绕地球运转的轨道半径是R2，周期是T2，则太阳质量与地球质量之比是 ( )A B C D4. 把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（ ）A. 周期越小 B. 线速度越小 C. 角速度越小D. 加速度越小6. 一艘宇宙飞船绕一个

25、不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，只需测定（ ）A.飞船的运行周期B.飞船的环绕半径 C.行星的体积 D.飞船的运动速度7. 若已知某行星的一颗卫星绕其运转的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G，则可求得（ ）A.该卫星的质量B.行星的质量 C.该卫星的平均密度D.行星的平均密度8.地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，用上述物理量估算出来的地球平均密度是（ ）A B C D9. 利用下列哪组数据，可以计算出地球质量（ ）A. 已知地球的半径和地面的重力加速度B. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和周期C. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和线速度D

26、. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度和周期10. 设想人类开发月球，不断地把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀球体，月球仍沿开采前的圆轨道运动，则与开采前相比( )A.地球与月球间的万有引力将变大 B.地球与月球间的万有引力将变小C.月球绕地球运动的周期将变长 D.月球绕地球运动的周期将变短11 设行星绕恒星运动的轨道是圆，其轨道半径R的三次方与其运动周期T的平方之比为常数，即=k，那么k的大小（ ）A. 只与行星的质量有关 B. 只与恒星的质量有关C. 与恒星和行星的质量都有关 D. 与恒星的质量及行星的速率有关12. 太阳由于辐射，质量在不断减少，地球由

27、于接受太阳辐射和吸收宇宙中的尘埃，其质量在增加.假定地球增加的质量等于太阳减少的质量，且地球的轨道半径不变，则 （ ）A. 太阳对地球的引力增大 B. 太阳对地球的引力变小C. 地球运行的周期变长 D. 地球运行的周期变短13. 设行星a和行星b是两个均匀球体，两行星的质量之比mamb=21，半径之比RaRb=12.行星a的卫星绕其表面附近做圆周运动的周期为Ta，行星b的卫星绕其表面附近做圆周运动的周期为Tb，则它们的周期之比TaTb为（ ）A. 14 B. 12 C. 21 D. 4114. 土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星

28、中心的距离R之间的关系来判断 （ ）A. 若vR，则该层是土星的一部分 B. 若v2R，则该层是土星的卫星群C. 若v，则该层是土星的一部分 D. 若v2，则该层是土星的卫星群15. 一物体在地球表面重16 N，它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的（ ）A. 2倍 B. 3倍 C. 4倍 D. 一半16、 高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，如果地球质量为M，地球半径为R，人造卫星质量为m，万有引力常量为G，试求：（1）人造卫星的线速度多大？（2）人造卫星绕地球转动的周期是多少？（3）人造卫星的向心加速度多大？17. 某星球

29、的半径R是地球半径R的0.5倍（即R=0.5R），该星球的质量m是地球质量m的4倍（即m=4m）.已知在地球表面上以初速度v0竖直上抛物体能达到的最大高度为H.问在该星球表面上以同样大小的初速度竖直上抛物体能达到的最大高度H多大？18. 宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，小球落到星球表面，测出抛出点与落地点之间的距离L.若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L.已知两落地点在同一水平面上.该星球的半径为R，万有引力常量为G.求该星球的质量M.§6.5 宇宙航行导学案学习目标: 1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；

30、2.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点；学习重点: 第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用。学习难点: 1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。任务一: 自主导学一、 牛顿关于发射人造地球卫星的构想，如右图：地球对周围的物体有 的作用，因而抛出的物体要 。但是抛出的初速度越大，物体就会飞得越 。当速度足够大时，物体就不会落回地面，将围绕地球运转，成为一颗绕地球运动的 。二、人造地球卫星的发射与运转规律1、人造地球卫星的线速度跟半径是什么关系？卫星的线速度什么时候最大？卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时

31、候最小？人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式为：_=ma=_=_ _=_ _;a=_ _,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；w=_ _,随着轨道半径的增大，卫星的角速度 ；T=_ _,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期 ，近地卫星的周期约为84.6min，其他卫星的周期都大于这个数值；v=_ _,随着轨道半径的增大，卫星线速度 ；近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_,也是卫星的_ _环绕速度。a知识应用：如图所示，a、b、c是地球大气层外圆轨道上的三颗卫星，a、b的质量相等且小于c的质量，则 （ ）A、b所需的向心力

32、最小；B、b、c的周期相同且大于a的周期；C、b、c的向心加速度大小相等，且大于a的加速度；D、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；三、宇宙速度：1. 第一宇宙速度:物体在地面附近绕地球做 的速度，叫做第一宇宙速度。说一说：在地面附近将物体以一定的水平速度发射出去，如果速度 ，物体不再在落回地球表面，而是刚好在地球表面附近围绕地球做 运动，成为地球的 ，这时的发射速度就叫做第一宇宙速度。第一宇宙速度是人造地球卫星的最 发射速度，也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最 运行速度。试一试：设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m、运行速度为v、它到地心的距

33、离为r，卫星做匀速圆周运动的向心力由 提供，即 ，则v= 。当卫星在地球表面附近运动时，它到地心的距离可以看作地球的半径R=6400Km，则v= km/s。想一想：有没有其它方法推导地球的第一宇宙速度？2. 第二宇宙速度:在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会克服 的引力，永远离开地球，成为太阳的人造行星，这时的发射速度就叫做第二宇宙速度。思考与讨论：在地面附近发射物体，如果发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运行的轨迹是 。3. 第三宇宙速度:在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会挣脱 的束缚，飞到太阳系以外，成为人造小恒星

34、，这时的发射速度就叫做第三宇宙速度。难点提示：对于卫星的速度要区分发射速度和运行速度，发射速度是指将卫星发射到空中的过程中，在地面上卫星必需获得的速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动。若发射速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度时，卫星做以地球为焦点的椭圆轨道运动。运行速度是指卫星在正常轨道上运动时的速度，如果卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得，可见，轨道半径越大，卫星的运行速度越小。实际上卫星从发射到正常运行中间经历了一个调整、变轨的复杂过程。四、梦想成真：人造地球卫星成功发射1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在 发射成功，卫星质量83.

35、6kg，卫星绕地球运行周期 。1961年4月12日，苏联人 成为第一个乘载人飞船进入太空的人。1969年7月20日，人类成功登上月球。2003年10月15日，我国成功发射神航五号载人飞船，把中国第一位航天员 送入太空。任务二： 要点探究（1）人造地球卫星的轨道和运行速度卫星绕地球做匀速圆周运动时，是地球的 提供向心力，卫星受到地球的引力方向指向 ，而做圆周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星做圆周运动的圆心和地球的地心 ，所有卫星的轨道平面都应 。这样就存在三类人造地球卫星轨道： 赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方； 极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；

36、一般轨道：卫星轨道和赤道成一定角度。（2）人造卫星的超重与失重人造卫星在发射，有一段加速运动；在返回时，有一段减速运动，这两个过程的加速度方向都是向上的，因而是 状态；卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于 状态；因而与重力有关的仪器均不能使用，与重力有关的实验不能进行。如： 、 、 （3）卫星变轨当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运动。、当卫星的速度突然增加时，,即万有引力不足以提供向心力，卫星将做_运动，轨道半径变_，但一旦进入新的轨道运行由知其运行速度要_。、当卫星的速度突然减小时，即万有引力大于卫星

37、所需的向心力，卫星将做_运动，轨道半径变_，进入新的轨道运行时由知其运行速度将_。知识应用： 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，说法正确的是（ ）A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1的速率；B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度；C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度；D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度；（4）、同步卫星：什么是地球同步卫星？地球同步卫星

38、有哪些特点？ 期_地球自转周期；T=24h;角速度_地球自转角速度；提示：北京上空是否有同步卫星？为什么？ 各个国家发射的同步卫星距离地面高度是否相同？为什么？ 同步卫星是否会发生碰撞？为什么？总结：同步卫星的特点：任务三： 达标提升1人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（ ）A.速度减小，周期增大 B.速度减小，周期减小C.速度增大，周期增大 D.速度增大，周期减小2. 假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验不能做成的是：（ ）A、天平称物体的质量 B、用弹簧秤测物体的重量C、用测力计测力 D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强3.下列关于地球同步卫星的说法中正确的是：（ ）A、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24hC、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上D、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。4关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是（ ）A、同一轨道上，质量大的线速度大； B、同一轨道上，质量大的向心加速度大；C、离地面越近的卫星线速度越大； D、离地面越远的卫星线