7.4 宇宙航行导学案公开课

1、4宇宙航行导学案班级 姓名 学号【学习目标】.第一宇宙速度的推导过程。.能够建立环绕速度与轨道半径的关系。.能够区分人造地球卫星的运行速度和发射速度。【学习重点】1、第一宇宙速度的推导过程。2、环绕速度与轨道半径的关系。【学习难点】：环绕速度、角速度、周期、向心加速度等与轨道半径之间的关系。【课前预学案】.在平抛运动中，假设高度一定，平抛运动的初速度越大，其水平位移.行星做匀速圆周运动的向心力是由 提供的，它环绕太阳运行的速率v =3.假设卫星受到的万有引力小于它做圆周运动所需要的向心力，将做 运动；假设大于所需要的向心力，将做 运动.【预习自测】.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是以

2、下的（）A. 一定等于7. 9 km/sB.等于或小于7. 9 km/sC. 一定大于7. 9 km/sD.介于7.91L2 km/s之间2.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，以下说法正确的选项是（）A.半径越大，速度越小，周期越小B.半径越大，速度越小，周期越大C.所有卫星的速度均是相同的，与半径无关D.所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关3.关于第一宇宙的速度，下面说法正确的选项是（）A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B.它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D.它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度【课中导学案】一、宇宙速度【思

3、考】抛出的石头会落地，为什么卫星、月球没有落下来？.平抛物体的速度逐渐增大，物体的落地点如何变化？.速度到达一定值后，物体能否落回地面？假设不能，此速度必须满足什么条件？.假设此速度再增大，又会出现什么现象？.此抛出的物体速度增大何种程度才能绕地球做圆周运动？人造地球卫星.概念当物体的 足够大时，它将会围绕 旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的.原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球对它的.卫星的V、3、T与运动半径r的关系_ v=3 =T=二、三种宇宙速度的含义及推导第一宇宙速度问题情境.什么叫第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度？.请根据万有引力定律和牛顿第二定律，结合圆周运动的

4、有关知识推导第一宇宙速度.说明：第一宇宙速度是所有人造卫星的最大环绕速度，但却是发射人造卫星的最小发射速度, 即人造卫星的运行速度vW7.9 km/s.不同星体上的宇宙速度是不同的，以上给出的是地球上的宇宙速度，但在计算各星球的 第一宇宙速度时，公式v=、用都是适用的，只要将M、R改成该星球的对应值即可.三、人造地球卫星.人造卫星的轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时由地球对它的万有引力充当向心 力，地球对卫星的万有引力指向地心.而做匀速圆周运动的物体的向 心力时刻指向它做圆周运动的圆心.因此卫星绕地球做匀速圆周运动 的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比拟特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过

5、两极上空的极地轨道.当然也应存在着与赤道平面成某一角度的圆轨道，只要圆心在地心, 就可能是卫星绕地球运行的轨道.如图1所示.图1总结：（1）人造卫星离地面越高，即人造卫星的轨道半径越大，线速度、角速度和向心 加速度越小，而周期越大.（2）卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度跟卫星的质量无关，只与其运行半径（或 距地高度）有关.地球同步卫星问题情境同步卫星是相对于地面静止的、和地球自转具有相同的周期的卫星，T = 24 h.同步卫 星一定位于赤道上方距地面高h处，且h是一定的.同步卫星也叫通讯卫星.例题：设地球的质量为卫星的质量为m,地球的半径为R,卫星离地面的高度为h, 请根据有关知识求同步

6、卫星距地面的高度和环绕速度.（T=24 h = 86 400 s, g = 9. 8 m/s2, R = 6 400 km）【当堂检测】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（）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【课后练学案】1.航天飞机绕地球做匀速圆周运动时，机上的物体处于失重状态，是指这个物体（）A.不受地球的吸引力B.受到地球吸引力和向心力平衡C.受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力D.对支持它的物体的压力为零.关于宇宙速度，以下说法正确的选项是（）A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星

7、绕地球飞行的最小发射速度B.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C.第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D.第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度.假如一颗做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，那么A.根据公式v=3r,可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式尸mV?/口可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2C.根据公式XGMm/y,可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D.根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的、反/24.关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的选项是（）A.同一轨道上，质

8、量大的卫星线速度大B.同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大C.离地面越近的卫星线速度越大D.离地面越远的卫星线速度越大 TOC o 1-5 h z . 一人造地球卫星的高度是地球半径的15倍，试估算此卫星的线速度.地球半径 R=6400km（）A. 1. Okm / s B. 2. 0km / s C. 3. 0km / s D. 4. 0km / s.假设探月飞船绕月运行的圆形轨道半径增大，那么飞船的（）A.线速度大小不变 B.线速度增大 C.周期不变D.周期增大.关于地球的第一宇宙速度，以下表述正确的选项是（）A.第一宇宙速度的大小为7.9km/s.假设火箭发射卫星的速度大于第一宇宙速度，卫星将脱离地球的吸引C.人造地球卫星的环绕速度都大于第一宇宙速度D.第一宇宙速度跟地球的半径无关.关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下说法正确的选项是（）A.轨道半径越大，速度越大B.轨道半径越小，速度越大C.质量越大，速度越大D.质量越小，速度越大.关于地球同步卫星的说法，正确的选项是（）A.它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择B.它运行的速度一定大于第一宇宙速度C.我国发射的同步通讯卫星定点在北