高中物理第三章4人造卫星宇宙速度教案3教科版必修2

第4节人造卫星宇宙速度

教学过程：

教师活动教学内容学生活动引入新课

§ 3.4 人造卫星宇宙速度

进行新课

问：离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出，由

于重力作用，物体将做平抛运动，即最终要落回地面．但如果

射出的速度增大，会发生什么情况呢？

思考

演示牛

顿设想原理

图

一、人造地球卫星

由于抛出速度不同，物体的落点也不同．当抛出速度达

到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球

旋转，成为绕地球运动的人造卫星．

那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的

卫星呢？

观察、分析

引导学生讨论

二、宇宙速度

下面讨论人造卫星绕地球运动的速度．假如地球和人造卫

星的质量分别为 M 和 m，卫星的轨道半径和线速度分别为 r

和 v，根据万有引力提供向心力，可解出

对于近地人造卫星，卫星的运转半径约等于地球半径 R，

可求出：

将引力常量 G＝6.67×10-11N·m2/kg2和地球质量 M＝5.98

× 1024kg 及地球半径 R＝6.37× 106m 代入上式，可求得 v1

讨论并推

导

展示课件并讲解＝ 7.9km/s．这就是卫星绕地面附近做圆周运动所需的速度，

叫第一宇宙速度，也称环绕速度．

【板书】 1. 第一宇宙速度 ( 环绕速度 ) v1＝ 7.9km/s

请学生根据所学知识，推导第一宇宙速度的另一种表达

式：

推导：地面附近重力提供向心力，

即所以

将 R＝6.37×106m , g＝ 9.8m/s2代入，求出第一宇宙速

度仍为 7.9km /s．

如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于 7.9km /s，

而小于 11.2km /s，它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭

圆．当物体的速度等于或大于 11.2km /s 时，物体就可以挣

脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星．所以，

11.2km /s 是卫星脱离地球的速度，这个速度叫作第二宇宙速

度，也称脱离速度．

观察、思考

学习效果评价：

本节课较好地完成了预定的教学目标，学生能应用万有引力定律解决简单的人造卫星和宇宙速度问题．此过程激发了学生的学习兴趣．

但是本节也反映出学生的数学推理能力较差，建立物理模型解决实际问题的意识较弱．

教学反思：

本节课的教学活动，始终以学生为主体，精心设计学习活动，创设教学情境，调动学生积极性，及时启发、诱导、点拨，促进学生大胆猜想，独立思维，探索研究，经历、体验与牛顿研究人造卫星发射原理相似的“再发现”过程．

2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了

A．1位B．2位C．3位D．4位

2．如图所示，质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M＞m，用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T。若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T′。则（）

A．a′＞a，T′=T B．a′=a，T′=T C．a′＜a，T′＞T D．aʹ＜a，T′＜T

3．如图所示，围绕地球做匀速圆周运动的两颗卫星的周期分别为T1和T2，两颗卫星的轨道半径的差值为d，地球表面重力加速度为g，根据以上已知量无法求出

．．．．的物理量是（引力常量G未知）（）

A．地球的半径B．地球的质量

C．两颗卫星的轨道半径D．两颗卫星的线速度

4．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=2202sin100πt(V)的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A．原线圈的输入功率为2W

B．电流表的读数为1 A

C．电压表的读数为55V

D．通过电阻R的交变电流频率是100Hz

5．如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，

方向夹角为30°，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（）

gh

A．小球甲做平抛运动的初速度大小为2

3

B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1:3

h

C．A，B两点高度差为

4

D．两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等

6．下列说法正确的是（）

A．牛顿第一定律并不是在任何情况下都适用的

B．根据F=ma可知，物体的加速度方向一定与物体所受拉力F的方向一致

C．绕地球飞行的宇航舱内物体处于漂浮状态是因为没有受到重力作用

D．人在地面上起跳加速上升过程中，地面对人的支持力大于人对地面的压力

7．如图，真空中固定两个等量同种点电荷A、B，AB连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心、半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两个平面边线交点分别为e、f，则下列说法正确的是（）

A．在a、b、c、d四点中存在场强和电势均相同的点

B．将一试探电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功

C．将一试探电荷由f点移到正方形a、b、c、d任意一点时电势能的变化量都不相同

D．沿线段eOf移动的电荷所受的电场力先增大后减小

8．用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所