宇宙航行及几个需要明白的问题

1、6.5宇宙航行及几个需要明白的问题学习目标：知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度2了解人类太空飞行的发展历史.了解我国的航天发展过程，培养爱国主义精神.3明白几个必须知道的问题教学重点：推导第一宇宙速度明白的几个问题教学难点：讨论的几个问题教思过程：一、问题探究1、水平抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？如果逐渐增大水平抛出的石头的初速度，落地点会有什么样的变化？设想如果抛出的石头的速度足够大，会有什么现象发生？2、用两种公式表示近地卫星的线速度指出：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度（即近地卫星的速度）叫第一宇宙速度，数值为。如果在地面发射的飞行器的速度刚大于第一宇宙速

2、度时，就会出现（填供求关系），轨道变为椭圆；如果发射突然增大到大于某一值时（），就会使卫星脱离的束缚而绕太阳运动，这一速度叫第二宇宙速度；如果在地面的发射速度增大到大于更大的某一值（）时，即便是也不能束缚其运动，卫星就会飞到太阳系外运动了，这一速度叫第三宇宙速度。练习若取地球的第一宇宙速度为/某行星的质量是地球质量的倍，半径是地球的1.倍5，这个行星的第一宇宙速度约为（）二、探究几个需要明白的问题（本节课只思考讨论到7，其他问题在课下思考讨论）1、有人说第一宇宙速度是最大速度，有人说第一宇宙速度是最小速度。你认为哪种说法正确？提示：发射速度指被发射的卫星在地面上离开发射装置时的初速度。卫星一旦

3、被发射就无能量补充，而仅靠自己的初动能克服地球引力进入运行轨道，故发射速度不能（填大于小于）第一宇宙速度。运行速度指卫星在圆形轨道上运行时的速度。如果人造卫星在圆形轨道上运行，运动速度=，其大小随半径的增大而，且（填大于小于）第一宇宙速度。単是由于在人造地球卫星的发射过程中受地球引力的影响，卫星发射出去后速度会越来越，所以将卫星发射到离地面越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越。注意：（1）卫星的发射事实上并不是一次给卫星一个初速度，也不可能一次给一个如此大的速度（大于第一宇宙速度），而是通过火箭的作用逐渐加速的。(2)不同星体上的宇宙速度是各不相同的，以上给出的速度值是地球上的宇宙速度值,，

4、其计算方法完全可以推广到其他任何天体。天体的质量越大，半径越小，即密度越，其宇宙速度值就越。练习关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是().它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度.它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度2、能否发射一颗环绕周期等于1小时的人造地球卫星？练习3人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是()半径越大，速度越小，周期越小半径越大，速度越小，周期越大所有卫星的速度均是相同的，与半径无关所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关3、人造卫星在空中的圆轨道平面能否是任一个纬.线.平面？说

5、出所有可能在的平面。练习4可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道()A与地球表面上某一纬线非赤道是共面的同心圆B与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆c与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球表面是运动的4、地球同步卫星(静止卫星)的轨道平面有什么要求？轨道半径是多少？练习5关于地球同步卫星，下列说法中正确的是().它的速度小于.它的速度大于.它的周期是且轨道平面与赤道平面重合.每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的5、能否让卫星按照人们的设想在空中随心所欲的飞行？(比如让同步卫星在近地轨道飞行)卫星的轨道半

6、径受卫星的质量限制吗？练习6在地球看(作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星轨下面说法中正确的是它们的质量可能不同它们的速度可能不同它们的向心加速度可能不同它们离地心的距离可能不同由此可知卫星的运动参量均与卫星的无关，只与有关。一旦确定，其运动参量就唯一确定了。Mm6grG这三个量针对地球表面停放的物体、近地卫星、同步卫星这r2三个物体，这三个物体分别可以用到哪两个量相等？练习7西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为1加速度为；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为、加速度为2实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为、加速度为。

7、贝I、的大小关系和、的大小关系是（）7双星问题两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动，依靠相互的引力提供向心力，这样就不至于由于万有引力而吸引在一起。有以下几个问题需要搞清楚。（1）引力提供向心力。引力中的R是，而向心力中r为，两者不同；两个轨道半径的和等于。（2）双星的、相同，故向心力可用含该量的形式表示。练习两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力作用而吸引到一起.以下说法中正确的是（）它们做圆周运动的角速度与其质量成反比它们做圆周运动的线速度与其质量成反比它们所受向心力与其质量成反比它们做圆周运动的半径与其质量

8、成反比8、超重失重问题超重：卫星在进入轨道前的加速过程中或回收过程中，系统具有向的加速度，卫星上的物体“超重”，这种情况与“升降机”中的物体超重相同。失重：卫星在进入轨道后，在正常运行过程中，系统具有向的加速度且等于重力加速度g，卫星上物体处于状态，因此在卫星上的仪器，凡是制造原理和重力有关的都不能正常使用。比如水银气压计、天平等，同理与重力有关的实验也将无法进行。但要注意，物体处于完全失重状态时，仍受作用。练习宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的航天飞机中会处于完全失重的状态下列说法正确的是（）宇航员仍受重力作用宇航员受力平衡重力们正.好为向心力宇航员不受任们何.力的作用9、变轨问题发射地球同步

9、卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为的圆形近地轨道上，在卫星经过点时点火（喷气发动机工作），速度变，因为（供求关系）而做运动，在向点运动过程中因为地球引力作用速度又会越来越，需要的向心力会变，到达点时又会出现（供求关系），卫星作运动回到点，完成椭圆轨道运动，、两点分别是椭圆轨道的点和点。当卫星沿椭圆轨道到达点时（远地点在同步轨道上），喷气发动机再次点火工作，使所需向心力刚好等于，卫星就会进入且稳定在轨道上。如图所示。两次点火过程都使卫星沿切向方向加速,并且点火时间很短。由上述可知：新课标学案安阳市一中高一物理.卫星过点时，卫星过点时，近椭冋椭练习10宇宙飞船和轨道空间站在同一轨道上运动，若

10、飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是()飞船加速直到追上飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站，完成对接飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站，完成对接无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接0、空间想象能力练习11晴天晚上，人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内。一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面，卫星自西向东运动。春分期间太阳垂直射向赤道，赤道上某处的人在日落后8小时时在西边的地平线附近恰能看到它，之后极快地变暗而看不到了。已知地球的半径，地面上的重力加速度为，计算:1)卫星轨道离地面的高度。2)卫星的速度练习侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运动，它的运动轨道距地面高度为，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是设_地_球_的.半径为，地面处的重力加速度为，地球自转的周期为三、了解人类太空飞行的发展历史和我国的航天发展过程19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基喷气推进火箭是实现太空飞行的最有效工具1957年10月4日苏联发射世界上第一颗人造地球卫星1961年4月12日苏联首次实现