【优化方案】高中物理 第5章5.4 飞出地球去课件 沪科必修2

5．4飞出地球去

核心要点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练5.4课标定位学习目标：1.理解第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度．2．了解人类冲出地球，飞向宇宙的艰难历程和伟大成就，同时了解我国航天工作者的丰功伟绩．重点难点：人造地球卫星的相关问题及第一宇宙速度的计算．课标定位课前自主学案一、三个宇宙速度1．第一宇宙速度要想发射人造卫星，必须具有足够的速度，发射人造卫星最小的发射速度称为第一宇宙速度，又叫地面附近的环绕速度．v＝_____________

＝__________.7.9km/s2．第二宇宙速度——飞出地球去当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于___________时，它绕地球运行的轨迹就不再是圆形，而是椭圆形．当卫星的速度等于或大于____________时，卫星就会脱离地球的引力不再绕地球运行，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去，我们把_____________称为第二宇宙速度，又叫______________．7.9km/s11.2km/s11.2km/s脱离速度3．第三宇宙速度——飞出太阳系当物体的速度等于或大于___________时，物体便将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间中去，我们把_____________称为第三宇宙速度，又叫地面附近的____________．16.7km/s16.7km/s逃逸速度思考感悟我国于2010年发射了一个火星探测器，试问这个探测器大体以多大的速度从地球上发射？提示：火星探测器绕火星运动，脱离了地球的束缚，但没有挣脱太阳的束缚，因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，即11.2km/s<v<16.7km/s.二、为了和平与进步俄罗斯的学者_______________________最早系统地提出了航空理论．1957年10月4日，__________发射了世界上第一颗人造卫星．1961年4月12日，苏联发射了第一艘载人飞船．1969年7月20日，________的宇宙飞船“阿波罗11号”第一次实现人类登月．齐奥尔科夫斯基苏联美国1976年7月和9月，________的“海盗”1号和“海盗”2号在火星先后成功地软着陆．1984年4月12日，第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射成功．2003年10月15日，________第一艘载人飞船“神舟五号”发射成功．2005年10月12日，中国自主研制的“神舟六号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空后，准确进入预定轨道，“神舟六号”载人飞船发射成功．美国中国核心要点突破2．三种宇宙宙速度的理理解(1)第一宇宙速速度是定值值：从上面面的两种推推导，导出出了第一宇宇宙速度的的表达式，，看出第一一宇宙速度度是定值．．若要将其其值计算出出来，要么么知道R和M，要么知道道R和g，第一宇宙宙速度之值值仅与中心心星球有关关，与卫星星无关．(3)对第二宇宙宙速度和第第三宇宙速速度的认识识①当当11.2km/s>v>7.9km/s时：：卫卫星星绕绕地地球球旋旋转转，，其其轨轨道道或或者者是是圆圆或或者者是是椭椭圆圆．．如如果果是是椭椭圆圆，，地地球球位位于于一一个个焦焦点点上上．．②当当16.7km/s>v≥11.2km/s时：：卫卫星星脱脱离离地地球球的的束束缚缚，，成成为为太太阳阳系系的的一一颗颗““小小行行星星””．．③当当v≥16.7km/s时：：卫卫星星脱脱离离太太阳阳的的引引力力束束缚缚跑跑到到太太阳阳系系以以外外的的空空间间中中去去．．即时时应应用用(即时时突突破破，，小小试试牛牛刀刀)1．一一颗颗人人造造地地球球卫卫星星以以初初速速度度v发射射后后，，可可绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动，，若若使使发发射射速速度度为为2v，该该卫卫星星可可能能()A．绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动，，周周期期变变大大B．绕绕地地球球运运动动，，轨轨道道变变为为椭椭圆圆C．不不绕绕地地球球运运动动，，成成为为太太阳阳系系的的人人造造行行星星D．挣挣脱脱太太阳阳引引力力的的束束缚缚，，飞飞到到太太阳阳系系以以外外的的宇宇宙宙中中解析析：：选C.人造造地地球球卫卫星星以以初初速速度度v发射射，，可可绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动，，则则发发射射速速度度满满足足7.9km/s≤v<11.2km/s，所所以以发发射射速速度度为为2v时，，2v≥15.8km/s，即即发发射射速速度度一一定定大大于于第第二二宇宇宙宙速速度度11.2km/s，卫卫星星一一定定脱脱离离地地球球束束缚缚，，成成为为太太阳阳系系的的人人造造行行星星．．C选项正正确．．二、人人造地地球卫卫星1.人造卫卫星的的轨道道卫星绕绕地球球做匀匀速圆圆周运运动时时由地地球对对它的的万有有引力力充当当向心心力，，地球球对卫卫星的的万有有引力力指向向地心心，而而做匀匀速圆圆周运运动的的物体体的图5－4－1三、地地球同同步卫卫星的的特点点地球同同步卫卫星是是指在在赤道道平面面内，，以和和地球球自转转角速速度相相同的的角速速度绕绕地球球运动动的卫卫星，，同步步卫星星又叫叫通讯讯卫星星．同同步卫卫星有有以下下几个个特点点：1．周期期一定定：同同步卫卫星在在赤道道上空空相对对地球球静止止，它它绕地地球的的运动动与地地球自自转同同步，，它的的运动动周期期就等等于地地球自自转的的周期期，即即T＝24h.2．角速速度一一定：：同步步卫星星绕地地球运运动的的角速速度等等于地地球自自转的的角速速度．．4．环绕绕速度度大小小一定定：所所有同同步卫卫星绕绕地球球运动动的线线速度度的大大小是是一定定的，，都是是3.08km/s.5．向心心加速速度大大小一一定：：所有有同步步卫星星由于于到地地心距距离相相同，，所以以，它它们绕绕地球球运动动的向向心加加速度度大小小都相相同，，约为为0.23m/s2.即时应应用(即时突突破，，小试试牛刀刀)3．据报报道，，我国国数据据中继继卫星星“天链一一号01星”于2008年4月25日在西西昌卫卫星发发射中中心发发射升升空，，经过过4次变轨轨控制制后，，于5月1日成功功定点点在东东经77°°赤道上上空的的同步步轨道道．关关于成成功定定点后后的“天链一一号01星”，下列列说法法正确确的是是()A．运行行速度度大于于7.9km/sB．离地地面高高度一一定，，相对对地面面静止止C．绕地地球运运行的的角速速度比比月球球绕地地球运运行的的角速速度大大D．向心心加速速度与与静止止在赤赤道上上物体体的向向心加加速度度大小小相等等课堂互动讲练第一宇宙速度的理解和计算类型一例1已知地地球半半径为为R，地球球表面面重力力加速速度为为g，不考考虑地地球自自转的的影响响．(1)推导第第一宇宇宙速速度v1的表达达式；；(2)若卫星星绕地地球做做匀速速圆周周运动动，运运行轨轨道距距离地地面高高度为为h，求卫卫星的的运行行周期期T.【方法总总结】第一宇宇宙速速度是是在天天体表表面发发射卫卫星的的最小小发射射速度度，也也是卫卫星近近“地”最大环环绕速速度，，不同同天体体的第第一宇宇宙速速度一一般不不同．．求解解第一一宇宙宙速度度常用用两种种方法法：人造地球卫星的分析类型二例2如图5－4－2所示，，a、b、c是地球球大气气层外外圆形形轨道道上运运行的的三颗颗行星星，a和b质量相相等且且小于于c的质量量，则则()A．b所需向向心力力最小小B．b、c的周期期相同同且大大于a的周期期C．b、c的向心心加速速度大大小相相等，，且大大于a的向心心加速速度D．b、c的线速速度大大小相相等，，且小小于a的线速度图5－4－2【答案】ABD卫星变轨问题分析类型三例3(2011年宁夏固原原高一考试试)发射地球同同步卫星时时，先将卫卫星发射至至近地圆轨轨道1，然后经点点火，使其其沿椭圆轨轨道2运行，最后后再次点火火，将卫星星送入同步步圆轨道3，轨道1、2相切于近地地点Q.轨道2、3相切于远地地点P，如图5－4－3所示．则在在卫星分别别在1、2、3轨道上正常常运行时，，以下说法法正确的是是()A．卫星在轨轨道3上的速率大大于在轨道道1上的速率B．卫星在轨轨道3上的角速度度小于在轨轨道1上的角速度度C．卫星在轨轨道1上