全优课堂·物理·必修第二册(粤教版)·课件 第3章　第4节 宇宙速度与航天

第三章万有引力定律第四节宇宙速度与航天

1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.2.了解人造卫星的有关知识，掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.3.了解人类对太空探索的历程及我国卫星发射的情况．课前·

自主预习宇宙速度7.9宇宙速度数值意义第一宇宙速度____km/s(1)卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的______速度(2)使卫星绕地球做匀速圆周运动的______地面发射速度第二宇宙速度____km/s使卫星挣脱______引力束缚的______地面发射速度第三宇宙速度____km/s使卫星挣脱______引力束缚的______地面发射速度最大最小11.2地球最小16.7太阳最小1．______年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功．2．______年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功．为我国航天事业作出特殊贡献的科学家________被誉为“中国航天之父”．3．地球同步卫星：(1)位于______上方，高度约为________km.(2)相对地面______，周期与__________周期相同．人造卫星19571970钱学森赤道36000静止地球自转1．1961年4月12日，苏联航天员________乘坐“东方1号”载人飞船首次成功进入太空．2．1969年7月美国“阿波罗11号”登上_______．3．2003年10月15日我国航天员________踏入太空．4．2013年6月，“神舟十号”分别完成与“天宫一号”的手动和自动交会_______．载人航天与太空探索加加林月球杨利伟对接课堂·

重难探究1．第一宇宙速度有“三层含意”，以地球为例，分别是①第一宇宙速度是人造地球卫星在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动时所具有的速度；②第一宇宙速度是在地球上发射人造地球卫星所需的最小发射速度；③第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，数值为7.9km/s.所以第一宇宙速度也是指人造卫星近地环绕速度，许多同学把这一速度理解为人造卫星绕地球运行的最小速度，并且认为环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度一定等于或大于第一宇宙速度．这显然是错误的．三个宇宙速度的理解2．当发射速度为7.9km/s(第一宇宙速度)时，物体恰好环绕地球表面运行，成为地球的近地卫星．若发射速度v＞7.9km/s，则有三种情形：一是仍绕地球运行，轨迹是椭圆(7.9km/s＜v＜11.2km/s)；二是脱离地球的吸引而绕太阳运行(11.2km/s＜v＜16.7km/s)；三是脱离太阳吸引而成为自由的天体(v＞16.7km/s).若发射速度v＜7.9km/s，则被发射的卫星不可能成为绕地球运行的卫星．第一宇宙速度是环绕的最大速度，其它的人造天体绕地球运行的速度，都比这一速度小．例1

关于第一宇宙速度，下列说法正确的是 (

)A．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最小速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕地球做圆周运动的最大速度C．第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度D．不同行星的第一宇宙速度都是相同的【答案】B变式1

(多选)如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同的速度v水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远．如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，则下列说法正确的是 (

)A．以v<7.9km/s的速度抛出的物体可能落在A点B．以v<7.9km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动C．以7.9km/s<v<11.2km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动D．以11.2km/s<v<16.7km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动【答案】AC【解析】物体抛出速度v<7.9km/s时必落回地面，物体抛出速度v＝7.9km/s时，物体刚好能不落回地面，绕地球做圆周运动，A正确，B错误；当物体抛出速度7.9km/s<v<11.2km/s时，物体在抛出点做离心运动，但物体不能脱离地球引力束缚，故物体做椭圆运动，可能沿C轨道运动，C正确；当物体抛出速度v>11.2km/s时，物体会脱离地球引力束缚，不可能沿C轨道运动，D错误．第一宇宙速度的计算例2若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍，这颗行星的第一宇宙速度约为 (

)A．2km/s

B．4km/sC．16km/s

D．32km/s【答案】C【答案】B小练·

随堂巩固1．(多选)(2023年江门外海中学期中)关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是

(

)A．它是人造地球卫星在近地圆轨道绕地球运行的速度B．它是人造地球卫星在同步圆轨道绕地球运行的速度C．第一宇宙速度是人造地球卫星的最小运行速度D．第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度【答案】AD【解析】第一宇宙速度是人追地球卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，也是绕地球运动卫星的最大环绕速度，故A、D正确．2．(2024年中山一中月考)卫星定位导航系统使人们可以更顺利地到达目的地，我国“北斗三号”导航系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍，则该地球静止轨道卫星 (

)A．发射速度一定大于11.2km/sB．线速度一定小于7.9km/sC．轨道可能是椭圆D．可以经过苏州正上空【答案】B【答案】ABC4．(多选)我国发射的“嫦娥五号”探月卫星，执行月面取样并返回任务．“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示，第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ，第二步在环月轨道的A处进行变轨，进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道Ⅲ，第四步再次变轨道后降落至地面．下列说法正确的是 (

)A．将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时，所需的发射速度为7.9km/sB．“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速C．“嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率先减小后增大D．“嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速【答案】BC【解析】7.9km/s是地球的第一宇宙速度，也是将卫星从地面发射到近地圆轨道的最小发射速度，而月球的第一宇宙速度比地球的小得多，故将卫星发射到近月轨道Ⅰ上的发射速度比7.9km/s小得多，A错误；“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时做离心运动，因此需要加速，B正确；“嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中，开始时月球的引力大于地球的引力，“嫦娥五号”做减速运动，当地球的引力大于月球的引力时，“嫦娥五号”开始做加速运动，C正确；“嫦娥五号”在第四步变轨时做近心运动，因此需要减速，D错误．5．(2024年惠州联考)“天问一号”是执行中