宇宙航行(学案)
7.4宇宙航行 导学案
7.4宇宙航行导学案一、学习任务：（1）通过牛顿的设想了解人造卫星的发射原理，知道三个宇宙速度的含义，并能够推导第一宇宙速度。
（2）能正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，知道什么是同步卫星。
（3）了解人类探索宇宙的进程及我国的航天成就。
二、主干知识三、学习环节：环节一：了解三种宇宙速度1．第一宇宙速度①定义：物体在地球附近绕地球做______运动的速度②地球的第一宇宙速度的计算当卫星的轨道半径r等于地球半径R时，卫星环绕速度为第一宇宙速度，即7.9km /s GM v R=≈ ③ 对第一宇宙速度的理解“最小______”：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力。
近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。
“最大______ ”：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由GM v r=一宇宙速度是所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大环绕速度。
2．第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s ，又小于______，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
当飞行器的速度等于或大于______时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。
我们把11.2km/s 叫作第二宇宙速度。
3．第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于______，这个速度叫作第三宇宙速度。
思考与讨论：有人说第一宇宙速度也可用v =√gR （式中g 为地球表面处重力 加速度，R 为地球半径）算出，你认为正确吗？注意：第一宇宙速度两种推导方式。
练习1.关于宇宙速度的说法,正确的是( )A.第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度B.第一宇宙速度是地球同步卫星的发射速度C.人造地球卫星运行时的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.第三宇宙速度是物体逃离地球的最小速度解析:第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度,同时也是人造地球卫星的最大运行速度,故选项A 正确,B,C 错误;第二宇宙速度是物体逃离地球的最小速度,选项D 错误.环节二：讨论人造卫星的运行规律1.人造地球卫星的轨道（1）卫星的轨道平面可以在 平面内(如同步轨道)，可以通过 上空(极地轨道)，也可以和 成任意角度；（2）因为地球对卫星的 提供了卫星绕地球做圆周运动的向心力，所以必定是卫星圆轨道的圆心．2、做匀速圆周运动的人造卫星运行规律人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心力，则有：G Mmr2＝__________＝__________＝________＝________，由此可得a＝______，v＝______，ω＝________，T＝________。
高中物理【宇宙航行】学案及练习题
高中物理【宇宙航行】学案及练习题学习目标要求核心素养和关键能力1.知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。
2.会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
3.了解人类在宇宙探索方面的重要成就，培养应用物理规律造福人类的意识。
1.物理观念：具有与万有引力定律相关的运动与相互作用的观念。
2.科学态度与责任：培养探索太空、了解太空的兴趣，为我国的航天事业的成就而自豪。
3.关键能力：分析推理、质疑论证能力。
一 宇宙速度 1．环绕速度一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球的质量为m 地，卫星的质量为m ，向心力由地球对它的万有引力提供，即G mm 地r 2＝m v 2r ，则卫星在轨道上运行的线速度v ＝Gm 地r。
2．第一宇宙速度(1)定义：物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫作第一宇宙速度。
(2)大小：v ＝7.9 km/s 。
3．第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9 km /s ，又小于11.2 km/s ，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
当飞行器的速度等于或大于11.2 km /s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。
我们把11.2 km/s 叫作第二宇宙速度。
4．第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s ，这个速度叫作第三宇宙速度。
二 人造地球卫星 1．人造地球卫星发射1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。
1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。
2．地球同步卫星(1)概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星。
(2)地球同步卫星位于赤道上方高度约36 000 km 处，周期与地球自转周期相同。
其中一种的轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向相同。
因其相对地面静止，也称静止卫星。
《宇宙航行》教学设计
《宇宙航行》教学设计一、教学目标：1. 通过学习《宇宙航行》，学生了解宇宙航行的基本知识和原理。
2. 培养学生对宇宙航行的兴趣，激发学生对科学的探索和创新精神。
3. 培养学生的团队合作能力和科学实验的能力。
4. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
二、教学内容：1. 宇宙航行的基本知识和原理：太空飞行器、火箭原理、太空站等。
2. 宇宙探索的历史和现状：人类的太空探索历程、目前已经实现的太空探索计划。
3. 宇宙航行的挑战和未来发展：太空食品、太空旅游等。
三、教学方法：1. 激发学生学习兴趣的方法：通过引入《宇宙航行》的一些有趣的事例和图片，让学生产生兴趣。
2. 探究和实践的方法：组织学生进行宇宙航行模拟实验，让学生亲自动手操作，体验科学实验的乐趣和创造的成就感。
3. 讨论和合作的方法：引导学生进行小组讨论，共同解决问题和提出创新的想法。
四、教学步骤：第一课时：宇宙航行的基本原理和知识1. 引入：通过播放宇宙飞船发射的视频，激发学生对宇宙航行的兴趣和想象力。
2. 讲解宇宙航行的基本原理和知识：太空飞行器、火箭原理、太空站等。
3. 组织学生进行小组讨论，让学生互相交流自己的理解和见解。
4. 总结和检查：通过提问和答题的方式巩固学生的学习成果。
第二课时：宇宙探索的历史和现状1. 复习：回顾上节课学习的内容，让学生回答一些简单的问题。
2. 讲解宇宙探索的历史：人类的太空探索历程，从最早的人工卫星到人类登月。
3. 讲解宇宙探索的现状：目前已经实现的太空探索计划，如国际空间站等。
4. 小组活动：组织学生分成小组，让他们根据自己的理解，展示一个宇宙探索计划，并进行演讲。
5. 总结和反思：每个小组进行演讲，其他学生进行提问和评价。
五、课堂评价：1. 观察学生在实验中的表现，评价他们的实验操作和解决问题的能力。
2. 听取学生的小组讨论和演讲，评价他们的团队合作和表达能力。
3. 提问和答题的方式，检查学生对宇宙航行的基本知识和原理的理解程度。
人教版高中物理必修第2册 宇宙航行导学案
导学案
1.课题名称：
人教版高一必修2物理第七章万有引力与宇宙航行——宇宙航行
2.学习任务：
（1）通过牛顿的设想了解人造卫星的发射原理，知道三个宇宙速度的含义，并能够推导第一宇宙速度。
（2）能正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，知道什么是同步卫星。
（3）了解人类探索宇宙的进程及我国的航天成就。
3.学习准备：
准备好教材（没有纸质版看电子版）及笔记本。
边观看边做记录。
4.学习方式和环节：
观看视频课学习，适时控制播放，按老师指令完成相应的课上学习任务。
学习环节主要有：
环节一：了解三种宇宙速度
➢思考与讨论1：高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？
注意：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念。
➢思考与讨论2：有人说第一宇宙速度也可用v =（式中g为地球表面处重力加速度，R为地球半径）算出，你认为正确吗？
注意：第一宇宙速度两种推导方式。
环节二：讨论人造卫星的运行规律
1.人造卫星的轨道。
2.做匀速圆周运动的人造卫星运行规律。
宇宙航行学案
第六章第五节宇宙航行一、学习目标1、了解人造卫星的有关知识；了解人类对太空的探索历程；2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
二、学习重难点会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度三、学习方法建议认真预习，把教材多看几遍，结合平抛运动、圆周运动知识点，能够理解其中蕴含的科学道理四、学习问题设计自学回答下列问题：(A)问1：抛出的石头会落地，为什么发射出的卫星没有落下来？(B)问2：卫星没有落下来必须具备哪些条件？(B)问3：什么是第一宇宙速度以及如何推导第一宇宙速度？（A）问4：区别发射速度和环绕速度？(A)问5：什么是第二宇宙速度及第三宇宙速度？五、问题解决情况检测（A）1、在圆轨道上质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球的半径R，地面上的重力加速度为g ，则（ ）A 、卫星运行的速度是gR 2B 、卫星运行的周期是gR 24C 、卫星的加速度是g 21D 、卫星的角速度是Rg 241（A ）2、关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ ）A 、第一宇宙速度的数值是11.2km/sB 、第一宇宙速度又称为逃逸速度C 、第一宇宙速度是卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度D 、第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小环绕速度（A ）3、同步卫星是与地球自转同步的卫星，它的周期T=24h ，关于同步卫星的下列说法正确的是（ ）A 、同步卫星离地面的高度和运行速度是一定的B 、同步卫星离地面的高度越高，其运行速度就越大；高度越低，速度越小C 、同步卫星只能定点在赤道上空，相对地面静止不动D 、同步卫星的向心加速度与赤道上物体随地球自转的加速度大小相等（A ）4、（05江苏）若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A 、卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B 、卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C 、卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D 、卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小（C ）5、设在地球上和在x 天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k （均不计阻力）。
7.4 宇宙航行 导学案-2023学年高一物理人教版(2019)必修第二册
7.4宇宙航行—导学案一、第一宇宙速度1、牛顿提出,物体离开地面,恰好做匀速圆周运动,需满足重力提供向心力,有:2v mg m R将R=6400km 代入数据解得v=8km/s由于地球是椭圆,实际计算可得第一宇宙速度约为7.9km/s结论1：第一宇宙速度是卫星发射的最小速度。
2、卫星绕地球做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,有:2GMm r =m 2v r 解得GM r可知当卫星轨道半径越小时,速度越大,将r=R 时,解得v=7.9km/s结论2：第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度。
3、第二宇宙速度代表物体脱离地球的束缚,绕太阳做圆周运动的速度;4、第三宇宙速度代表物体脱离地太阳的束缚;二、卫星的发射1、以第一宇宙速度发射的卫星可认为是在绕地球轨道半径最小的圆周运动.2、发射速度大于第一宇宙速度,卫星将绕地球做椭圆轨道.3、高轨道的圆周运动涉及到变轨原理:(1) 卫星从低轨道到高轨道,需点火加速,使得卫星做离心运动,轨道半径增大;(2) 卫星从高轨道到低轨道,需点火减速,使得卫星做向心运动,轨道半径减小. 4、几个物理量的比较,如图:卫星在P 点或Q 点变轨,可知v 1P ＜v 2P , v 2Q ＜v 3Q 。
根据万有引力提供向心力有: 2GMm r =ma,解得a=2GM r ,可知卫星在同一点不同的轨道上加速度相等,如图1轨道和2轨道的P 点.三、特殊的卫星1.近地卫星:轨道半径约为地球半径(1)v 1＝7.9 km/s ；T ＝2πR v 1≈85 min. (2)7.9 km/s 和85 min 分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大线速度和最小周期.2.同步卫星(1)“同步”的含义就是和地面保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期.(2)特点①定周期：所有同步卫星周期均为T ＝24 h.②定轨道：同步卫星轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致，即由西向东. ③定高度：由2GMm r ＝m r 224T ,可得同步卫星的轨道半径为r=7R. ④定速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此线速度、角速度大小均不变. ⑤定加速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此向心加速度大小也不变.例题讲解【例1】下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是( )A.人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于7.9 km /s 、小于11.2 km/sB.火星探测卫星的发射速度大于16.7 km/sC.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度【例2】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<7.9 km/s的速度抛出的物体可能落在A点B.以v<7.9 km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动C.以7.9 km/s<v<11.2 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动D.以11.2 km/s<v<16.7 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动【例3】北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括多颗同步卫星和多颗一般轨道卫星.关于这些卫星，以下说法正确的是()A.同步卫星的轨道半径都相同B.同步卫星的运行轨道必定在同一平面内C.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小【例4】如图所示，地球赤道上的山丘e、近地卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q的线速度大小分别为v1、v2、v3，向心加速度大小分别为a1、a2、a3，则()A.v1＞v2＞v3B.v1＜v2＜v3C.a1＞a2＞a3D.a1＜a3＜a2基础练习1、2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，当经过A 点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（）A．沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度B．在轨道Ⅰ上运动经过A点的加速度小于在轨道Ⅱ上运动经过A点的加速度C．沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，动能不断增大D．在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期2、某行星的质量与地球的质量相等，但是它的半径只有地球半径的一半，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A．此行星表面的重力加速度为1 4 gB2gRC．地球质量为2 4gR GD．此行星的密度是32gRG π3、2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验形成新的空间站“T”字基本构型组合体。
宇宙航行导学案
《宇宙航行》学案【学习目标】知识与技能：1、了解人造卫星的最初构想。
2、会解决涉及人造卫星运动的较简单的问题。
3、知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
4、感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
过程与方法：学习科学的思维方法，培养分析推理能力和合理表达的能力。
情感态度与价值观：激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。
【学习重点】对第一宇宙速度的推导过程和方法。
【学习过程】一、人造卫星问题1：什么是人造卫星？问题2：为什么卫星不会落到地面上来？卫星绕地球运行的动力学原因是什么？人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由提供。
合作探究1：设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，则人造卫星的运行速度是多少？问题3：卫星的绕行线速度v半径r有什么关系？合作探究2：如果1号卫星正好环绕地球表面做匀速圆周运动，环绕速度是多大？（设地球质量为M，轨道半径为R，万有引力常量为G）二、宇宙速度1、第一宇宙速度①大小：__________②意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近的速度，是的发射速度，也是人造卫星中的环绕速度.合作探究3：若地球质量数值M 不告诉你,能否计算求得第一宇宙速度?（已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2,地球半径R=6400km）小结：③推导第一宇宙速度的两种方法方法一：万有引力提供物体做圆周运动的向心力可得出：方法二：重力提供物体做圆周运动的向心力可得出：合作探究4：已知月球质量是地球质量的1/81，半径约为地球半径的1/4倍，地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则月球的第一宇宙速度是多少？2、第二宇宙速度①大小：__________②意义：使卫星挣脱__________的束缚，成为绕_________运行的人造行星的最小发射速度，也称为速度。
注意：发射速度大于，而小于，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
宇宙航行导学案
宇宙航行【学习目标】1.了解人造卫星的有关知识，知道其运动规律。
2。
知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.3.搞清环绕速度与轨道半径的关系.【重点】会推导第一宇宙速度，知道三个宇宙速度的含义.【难点】环绕速度与轨道半径的关系。
【自主导学】一、宇宙速度:1。
第一宇宙速度：物体在地面附近绕地球做的速度，叫做第一宇宙速度。
［说一说］：在地面附近将物体以一定的水平速度发射出去，如果速度，物体不再在落回地球表面，而是刚好在地球表面附近围绕地球做运动，成为地球的，这时的发射速度就叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度是人造地球卫星的最发射速度，也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最运行速度.第一宇宙速度的推导：方法一：设地球质量为M，半径为R，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度(第一宇宙速度）为v.飞行器运动所需的向心力是由万有引力提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离,由此解出v=_____.方法二：物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力,v=_____.关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度,是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度。
2。
第二宇宙速度：在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会克服的引力，永远离开地球，成为太阳的人造行星，这时的发射速度就叫做第二宇宙速度。
[思考与讨论］:在地面附近发射物体,如果发射速度大于7.9km/s，而小于11。
2km/s，它绕地球运行的轨迹是。
3. 第三宇宙速度：在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于 km/s，它就会挣脱的束缚，飞到太阳系以外，成为人造小恒星，这时的发射速度就叫做第三宇宙速度。
4．拓展辨析:a：运行速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度b：发射速度:指被发射物体离开地面时的水平初速度二、人造地球卫星的发射与运转规律1、人造地球卫星的线速度跟半径是什么关系？卫星的线速度什么时候最大?2、卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时候最小？人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式___________=ma=________ _ =_____ =____ ___1)a=_____ __，可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度 ;2)v=_____ ___，随着轨道半径的增大，卫星线速度 ;3)w=___ _____,随着轨道半径的增大，卫星的角速度 ;4)T=______ ___,随着轨道半径的增大,卫星绕地球运行的周期 ,三、地球同步卫星1、同步卫星：是指相对于地面静止的卫星。
6.5《宇宙航行》学案
6.5人造卫星宇宙速度学习目标:1.了解人造卫星的最初构想。
2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
3.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度。
4.感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
学法指导：在处理有关卫星运动的问题时，可以按匀速圆周运动模型处理，进而结合向心力公式、向心加速度公式及圆周运动公式，推导出已知量与未知量的关系。
学习宇宙速度时，要对比记忆，明确其物理意义，应掌握推导出过程，体会推导第一宇宙速度的物理思想。
课前预习：一、人造卫星的运行原理和轨道1．运行原理：2．运行轨道：二、宇宙速度：1．第一宇宙速度(环绕速度)：2．第二宇宙速度(脱离速度)：3．第三宇宙速度(逃逸速度)：三、人造卫星的发射速度和运行速度人造卫星的发射速度：。
人造卫星的运行速度：。
四、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系1．线速度与半径的关系：2．角速度与半径的关系：3．周期与半径的关系：五、地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。
卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件：1．卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，且卫星的运行周期与地球自转周期相同(即等于24h)。
2．卫星运行的圆形轨道必须与地球的赤道平面重合。
3．卫星的的轨道高度一定(距地面3．6万公里)。
学能检测：1.关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是：（）A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度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在近地点的速度2.设地球半径为R，一颗人造卫星在离地面高度h=R的圆形轨道上运行，其运行速度是第一宇宙速度的多少倍?3.把一颗质量为2t的人造地球卫星送入环绕地球运行的圆形轨道，已知地球质量为6×1024kg，半径为6．4×103km。
这颗卫星运行的周期是多少小时？当堂训练：1．环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距地面高度越大，（）A．线速度和周期越大 B．线速度越小，周期越小C．线速度越大，周期越小 D．线速度越小，周期越大．2、关于第一宇宙速度，下面说法正确的是 ( )A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度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行时近地点的速度3．已知地球半径约为6．4×106m，又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，则可估算出月球到地心的距离约为多少？(结果只保留一位有效数字)4．如果有一个行星质量是地球的l／8，半径是地球半释的1／2。
6.5《宇宙航行》学案(一)
利辛高级中学高一物理学案撰写人：胡成刘云琨第六章第五节：宇宙航行（一）学习目标：1.了解人造卫星的有关知识；2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度；3.通过实例，了解人类对太空的探索历程。
本节重点：会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度。
本节难点：运行速率与轨道半径之间的关系。
知识梳理：一、人造卫星（1）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人造卫星。
（2）运动规律：一般情况下可认为人造卫星绕地球做运动。
（3）向心力来源：人造地球卫星的向心力由提供。
知识拓展：（1）人造卫星的两个速度：①发射速度：将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度；②绕行速度：卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动所具有的速度。
由于发射过程中要克服地球的引力做功，所以发射速度越大，卫星离地面越高，实际绕地球运行的速度越小。
向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难得多。
（2）卫星的轨道：卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道也可以是圆轨道。
卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心位于椭圆的一个焦点上，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
卫星沿地球绕圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心。
卫星轨道平面可以在赤道平面内（如同步卫星），也可以和赤道平面垂直（通过地球两极，如极地卫星），还可以和赤道平面成任意角度，如图所示。
二、宇宙速度（1）第一宇宙速度：=1v ，又称环绕速度。
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，s km v 9.71=。
发射速度小于s km 9.7时，卫星将不能绕地球做圆周运动而落回地面。
推导过程：设地球质量为M ，卫星质量为m ，卫星到地心的距离为r ，卫星做匀速圆周运动的线速度为v ，根据万有引力定律和牛顿第二定律得：r v m r Mm G 22=，rGM v =。
【高中物理】高一物理新人教版必修二学案 6.5 宇宙航行
6.5 宇宙航行 学案（人教版必修2）1．第一宇宙速度是指卫星在____________绕地球做匀速圆周运动的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的____________速度．第一宇宙速度也是将卫星发射出去使其绕地球做圆 周运动所需要的________发射速度，其大小为________．2．第二宇宙速度是指将卫星发射出去使其克服____________，永远离开地球，即挣脱地 球的________束缚所需要的最小发射速度，其大小为________．3．第三宇宙速度是指使发射出去的卫星挣脱太阳________的束缚，飞到____________ 外所需要的最小发射速度，其大小为________．4．人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心力，则有：G Mm r 2＝__________＝________＝________，由此可得v ＝______，ω＝ ________，T ＝________.5．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其环绕速度可以是下列的哪些数据( )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7.9 km /s ～11.2 km /s6．关于第一宇宙速度，以下叙述正确的是( )A ．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B ．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度C ．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D ．它是人造卫星发射时的最大速度7．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，且仍做圆周运动， 则下列说法正确的是( )①根据公式v ＝ωr 可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 ②根据公式F ＝mv 2r可知 卫星所需的向心力将减小到原来的12 ③根据公式F ＝GMm r2，可知地球提供的向心力将 减小到原来的14④根据上述②和③给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原来的 22A ．①③B ．②③C ．②④D ．③④【概念规律练】知识点一 第一宇宙速度1．下列表述正确的是( )A ．第一宇宙速度又叫环绕速度B ．第一宇宙速度又叫脱离速度C ．第一宇宙速度跟地球的质量无关D ．第一宇宙速度跟地球的半径无关2．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径 较小，一般在7～20 km ，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km ，密度为1.2×1017 kg /m 3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( )A ．7.9 km /sB ．16.7 km /sC ．2.9×104 km /sD ．5.8×104 km /s知识点二 人造地球卫星的运行规律3．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T ，若使该 卫星的周期变为2T ，可行的办法是( )A ．R 不变，线速度变为v 2B ．v 不变，使轨道半径变为2RC ．轨道半径变为34RD ．v 不变，使轨道半径变为R 24．在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地 面上的重力加速度为g ，求：(1)卫星运动的线速度；(2)卫星运动的周期．知识点三 地球同步卫星5．关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )A ．它的周期与地球自转周期相同B ．它的周期、高度、速度大小都是一定的C ．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空D ．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空6．据报道，我国的数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发 射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同 步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( )A ．运行速度大于7.9 km /sB ．离地面高度一定，相对地面静止C ．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【方法技巧练】卫星变轨问题的分析方法7．发射地球同步卫星时，图1先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将 卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图1所示，则 当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度8．宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一 交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇．宇航员随即开动飞船上的发动 机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是( )A ．飞船高度降低B ．飞船高度升高C ．飞船周期变小D ．飞船的向心加速度变大参考答案课前预习练1．近地轨道 最大环绕 最小 7.9 km/s2．地球引力 引力 11.2 km/s3．引力 太阳系 16.7 km/s4．引力 m v 2r mω2r m (2πT )2r GM rGM r 32πr 3GM5．B 6．BC [第一宇宙速度是指卫星围绕天体表面做匀速圆周运动的线速度，满足关系G Mm R2＝m v 2R ，即v ＝GM R，且由该式知，它是最大的环绕速度；卫星发射得越高，需要的发射速度越大，故第一宇宙速度等于最小发射速度的数值，因此B 、C 正确．]7．D [人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，由F ＝G Mm r2知轨道半径增大到原来的2倍，地球提供的向心力等于卫星所需的向心力，将变为原来的14，②错误，③正确；由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝ GM r知r 增加到原来的2倍时，速度变为原来的22，①错误，④正确，故D 正确．] 课堂探究练1．A [第一宇宙速度又叫环绕速度，A 对，B 错．根据G Mm R 2＝m v 2R可知环绕速度与地球的质量和半径有关，C 、D 错．]2．D [中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由G Mm r 2＝m v 2r， 得v ＝ GM r ，又M ＝ρV ＝ρ4πr 33，得v ＝r 4πGρ3＝ 1×104×4×3.14×6.67×10－11×1.2×10173m/s ＝5.8×107 m/s.] 点评 第一宇宙速度是卫星紧贴星球表面运行时的环绕速度，由卫星所受万有引力充当向心力即G Mm r 2＝m v 2r 便可求得v ＝GM r. 3．C [由GMm R 2＝mR 4π2T 2得，T ＝4π2R 3GM ＝2πR 3GM ，所以T ′＝2T ＝2πR ′3GM，解得R ′＝34R ，故选C.]4．(1)gR 2 (2)4π2R g解析 (1)人造地球卫星受地球的引力提供向心力，则GMm (2R )2＝m v 22R在地面，物体所受重力等于万有引力，GMm R2＝mg 两式联立解得v ＝gR 2. (2)T ＝2πr v ＝2π·2R gR 2＝4π2R g . 5．ABD 6．BC [由题意知，定点后的“天链一号01星”是同步卫星，即T ＝24 h ．由GMm r 2＝m v 2r＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma ，得：v ＝GM r ，运行速度应小于第一宇宙速度，A 错误．r ＝3GMT 24π2，由于T 一定，故r 一定，所以离地高度一定，B 正确．由ω＝2πT，T 同<T 月，ω同>ω月，C 正确．a ＝rω2＝r (2πT)2.赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，D 错误．]7．BD [本题主要考查人造地球卫星的运动，尤其是考查了地球同步卫星的发射过程，对考生理解物理模型有很高的要求．由G Mm r 2＝m v 2r 得，v ＝ GM r .因为r 3>r 1，所以v 3<v 1.由G Mm r 2＝mω2r 得，ω＝GM r 3.因为r 3>r 1，所以ω3<ω1.卫星在轨道1上经Q 点时的加速度为地球引力产生的加速度，而在轨道2上经过Q 点时，也只有地球引力产生加速度，故应相等．同理，卫星在轨道2上经P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度．]8．B [当宇宙飞船加速时，它所需向心力增大，因此飞船做离心运动，轨道半径增大，由此知A 错误，B 正确；由式子T ＝2πr 3GM 可知，r 增大，T 增大，故C 错误；由于a ＝GM r2，r 增大，a 变小，D 错误．]高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
6.5宇宙航行学案
§6.5 宇宙航行一、预习指导：1、了解人造地球卫星的最初构想2、会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题3、知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度4、感受人类对客观世界不断探究的精神和情感5、阅读课本P40—P44二、问题思考：1、什么是卫星的发射速度？什么卫星的运行速度？2、了解一下世界的航天与我国的航天三、新课教学：【例1】美国“新地平线”号探测器，已于美国东部时间2006年1月17日13时(北京时间18日1时)借助“宇宙神-5”火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空，开始长达九年的飞向冥王星的太空之旅．拥有3级发动机的“宇宙神-5”重型火箭将以每小时5．76万千米的惊人速度把“新地平线”号送离地球，这个冥王星探测器因此将成为人类有史以来发射的速度最大的飞行器，这一速度 ( )A ．大于第一宇宙速度B ．大于第二宇宙速度C ．大于第三宇宙速度D ．小于并接近第三宇宙速度【例2】已知地球的半径为6．4×106 m ，又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，则可估算出月球到地心的距离为 m ．(结果只保留一位有效数字)【例3】我国发射“神舟”号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面200km ，远地点N 距地面340km ，进入该轨道正常运行时，在M 、N 两点卫星速率分别为v 1、v 2，运行至N 点时地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进人离地面340 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动．这时飞船的速率为v 3，如图所示．比较飞船在M 、N 、P 三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是 ( )A ．v 1>v 3>v 2，a 1>a 3>a 2B ．v 1>v 2>v 3，a 1>a 2=a 3C ．v 1>v 2=v 3，a 1>a 2>a 3D ．v 1>v 3>v 2，a 1>a 2=a 3四、课后练习：1．(单选)已知某天体的第一宇宙速度为8 km ／s ，则高度为该天体半径的宇宙飞船绕其匀速圆周运动的运行速度为 ( )A ．22km ／sB ．4 km/sC ．24km ／sD ．8 km ／s2．(单选)一人在某星球上以速率v 竖直上抛一物体，经时间t 落回手中，已知该星球半径为R ，则至少以多大速度沿星球表面发射，才能使物体不落回该星球 ( ) A R vt ． B ．t vR 2 C ．t vR D ．tvR 23．(多选)关于第一宇宙速度，下列说法正确的是( )A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是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行时近地点的速度4．(单选)我国正在自主研发“北斗二号”地球卫星导航系统，此系统由中轨道、高轨道和同步卫星等组成，可将定位精度提高到“厘米”级，会在交通、气象、军事等方面发挥重要作用．已知三种卫星中，中轨道卫星离地最近，同步卫星离地最远．则下列说法中正确的是( )A．中轨道卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度B．中轨道卫星的角速度小于同步卫星的角速度C．周期为8 h的中轨道卫星，某时刻在同步卫星的正下方，则经过24 h仍在该同步卫星的正下方D．高轨道卫星的向心加速度小于同步卫星的向心加速度5．(多选)如图在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则( )A．该卫星的发射速度必定大于11．2 km／sB．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7．9 km／sC．在轨道I上，卫星在P点速度大于在Q点的速度D．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道Ⅱ6．(单选)如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是( )A．b、c的线速度大小相等，且大于a的速度B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大7．(单选)环绕地球在圆形轨道上运行的人造地球卫星，其周期可能是( ) A．60分钟C．80分钟C．180分钟D．25小时8．(多选)若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小9．(单选)我国已发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”．设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。
《宇宙航行》教学设计
《宇宙航行》教学设计一. 教学目标1. 使学生了解宇宙航行的基本概念和发展历史。
2. 培养学生对宇宙探索的兴趣和热爱。
3. 提高学生的科学阅读和科学交流能力。
二. 教学内容1. 宇宙航行的定义和意义。
2. 宇宙航行的发展历史。
3. 宇宙航行的关键技术和挑战。
4. 宇宙飞船和太空探索任务。
5. 宇宙航行的未来发展。
三. 教学方法1. 授课方法：讲授、讨论和实践。
2. 学生参与：学生通过小组讨论和实验操作参与教学过程。
四. 教学过程1. 导入（5分钟）教师引入宇宙航行的话题，让学生对宇宙探索和宇宙航行产生兴趣。
2. 知识讲解（30分钟）教师讲解宇宙航行的定义和意义，以及宇宙航行的发展历史。
重点介绍人类首次登月和国际空间站等宇宙航行里程碑事件。
同时讲解宇宙航行中的关键技术和面临的挑战。
利用实物模型和多媒体资料进行示范和讲解。
3. 小组讨论（20分钟）学生分成小组，讨论宇宙航行的未来发展。
每个小组选择一个话题，如太空旅游、火星探索、外星生命等，发表自己的观点和想法。
教师鼓励学生积极参与，引导学生展开思维，扩展宇宙航行的想象空间。
4. 实验操作（20分钟）教师组织学生进行一个与宇宙航行相关的实验，如模拟宇宙环境的重力实验，或模拟太空环境的材料测试实验等。
学生通过实际操作，感受宇宙航行中面临的挑战和技术需求。
5. 总结和展示（10分钟）学生展示他们的实验结果，并总结今天的学习内容。
教师对学生的表现给予肯定和鼓励，同时强调宇宙航行的重要性和挑战，激发学生对科学探索的热爱和追求。
六. 教学评价1. 学生参与度：观察学生是否积极参与讨论和实验操作，是否尊重并听从他人意见。
2. 学生表现：观察学生在小组讨论和实验中的表现，包括分析问题、沟通能力、合作能力等。
3. 学习成果：评估学生对宇宙航行基本概念和发展历史的理解程度，是否能够运用所学知识进行思考和交流。
物理：6.5《宇宙航行》学案(新人教版必修2)
6.5 宇宙航行（学案）一、学习目标1.了解人造卫星的有关知识2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
二、课前预习1、设天体A绕天体B做匀速圆周运动，则天体A的线速度、角速度、周期及加速度的大小分别由哪些量决定？2、请大家看下面的几条卫星轨道，试判断哪几条是可能的，哪几条是不可能的？并总结A3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。
如图。
请你替牛顿算一算，需要多大的速度物体才能不落回地球，而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运动？4、为什么抛出速度小于7.9km/s时物体会落到地面上，而不会做匀速圆周运动呢？5、如果抛出速度大于7.9km/s呢？6、第一宇宙速度，第二宇宙速度（逃逸速度），第三宇宙速度。
当抛出速度v满足7.9km/s<v<11.2km/s时，物体将；当抛出速度v满足11.2km/s≤v<16.7km/s时，物体将；当抛出速度v满足16.7km/s≤v时，物体将。
7、大家可记得在别的什么地方我们也接触到了7.9km/s这个速度啊？请同学们好好回忆一下。
8、通过刚才的计算我们知道7.9km/s的速度是卫星在地球表面运动时的速度，即近地卫星的速度。
实际应用中的近地卫星在100～200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r即轨道半径。
9、比近地轨道外层轨道上的卫星的线速度与7.9km/s相比是大还是小呢？10、如果要将卫星发现到外层轨道，发射速度应该比7.9km/s大还是小呢？11、发射速度：；运动速度（环绕速度）。
12、①如右图，四颗均绕地球做匀速圆周运动，方向为逆时针方向。
如果卫星3想追上卫星1，应该如何操作？②假设某卫星正在地面附近绕地球做匀速圆周运动，速度是7.9km/s。
现要想该卫星进入外层轨道，如何操作？③在牛顿抛物设想中，当抛出速度v满足7.9km/s<v<11.2km/s时，物体做什么运动？13、第一宇宙速度是（“最大”或“最小”）的环绕速度，同时也是的发射速度。
《7.4-宇宙航行》学案
《7.4 宇宙航行》学案【学习目标】1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.2.了解人造卫星的相关知识和我国卫星发射的情况，认识同步卫星的特点.3.了解人类对太空的探索历程.【课堂合作探究】从嫦娥奔月到万户飞天，再到嫦娥五号、天问一号，中国一直在为“飞天”梦想努力着。
实际上，早在1687 年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿就设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。
一、宇宙速度1.第一宇宙速度的分析与计算思考：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？（已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2，地球质M=6×1024kg，地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）思考：有人说，第一宇宙速度也可用v=√gR（式中g为重力加速度，R为地球半径）算出，你认为正确吗？（1）第一宇宙速度的大小：（2）是航天器成为卫星的发射速度。
2.认识第二宇宙速度理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于，又小于，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
当飞行器的速度等于或大于时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。
我们把叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。
3.认识第三宇宙速度达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。
在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。
二、人造卫星1.人造卫星轨道的分类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。
因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。
(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
教学案例 宇宙航行学案
6.5宇宙航行【学习目标】（1）了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。
知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
（2）通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。
（3）激情投入，展示自我，享受合作学习的快乐。
【情景导入】通过前面的学习我们知道了，人类通过站在地球上的观测，认识到了天体做什么样的运动，并进一步弄清了天体为什么要做这样的运动。
然而人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘。
本节课，我们就来学习人类是如何走出地球，飞向宇宙，进行宇宙航行……【自主学习构建知识】一、再次循着牛顿的足迹1.我们知道，在地面上将一个物体水平抛出，若抛出时速度越大，则落地点距抛出点的水平距离越大。
如果抛出速度很大时，我们还能将地面看作平面吗？2. 早在16世纪牛顿就曾思考过这样一个问题：从地球的高山上将物体水平抛出，速度越大，落地点就。
如果抛出的速度足够大，物体就不再落回地面，它将运动，成为一颗。
3. 以多大的速度发射这个物体，物体就刚好不落回地面，成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星呢？请你用万有引力的有关知识把它算出来，要求写出计算步骤和结果。
4. 拱桥问题回顾：①质量为m的汽车在拱形桥上以速度V行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．②请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大．当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象? ③地球可看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径（约为6400Km），请在上一问中代入数据计算出结果，发现什么问题吗？二、宇宙速度1．第一宇宙速度大小：。
意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近的速度，所以也称为环绕速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆。
2．第二宇宙速度大小：。
意义：使卫星挣脱的束缚，成为绕运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五节：宇宙航行
要点知识回顾：
第一宇宙速度:在地面附近将物体以一定的水平速度发射出去，如果速度，物体不再在落回地球表面，而是刚好在地球表面附近围绕地球做运动，成为地球，物体在地面附近绕地球做的速度，叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度是人造地球卫星的最发射速度，也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最运行速度。
人造地球卫星的运行规律：
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力.
公式为：___________=ma=_________=_____ __=____ ___;
a=_____ __,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；
v=_____ ___,随着轨道半径的增大，卫星线速度；
w=___ _____,随着轨道半径的增大，卫星的角速度；
T=______ ___,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期，近地卫星的周期约为84.6min，其他卫星的周期都大于这个数值.
第二宇宙速度:在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会克服的引力，永远离开地球，成为太阳的人造行星，这时的发射速度就叫做第二宇宙速度。
第三宇宙速度:
在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会挣脱的束缚，飞到太阳系以外，成为人造小恒星，这时的发射速度就叫做第三宇宙速度。
梦想成真：
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在发射成功，卫星质量83.6kg，卫星绕地球运行周期。
1962年4月12日，苏联人成为第一个乘载人飞船进入太空的人。
1969年7
月20日，人类成功登上月球。
2003年10月15日，我国成功发射神航五号载人飞船，把中国第一位航天员
送入太空。
课堂典例：
例题1：海王星的质量约是地球的16倍，它的半径是地球的4倍，地球的第一宇宙速度
为8.0km/s，则海王星的第一宇宙速度为多大？
例题2：两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为8:1
:
B
A
T
T，则轨道半径
之比和运动速率之比分别为多少？
基础训练题组：
1.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（ ） A ．一定等于7.9 km/s B ．等于或小于7.9 km/s C ．一定大于7.9 km/s D ．介于7.9～11.2 km/s 之间
2.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（ ） 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.人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期变化情况为（ ） A ．线速度增大，周期增大 B ．线速度增大，周期减小 C ．线速度减小，周期增大 D ．线速度减小，周期减小
4.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球的半径为R ，地面处的重力加速度为g ，则人造卫星： ( )
A ．绕行的最大线速度为Rg
B ．绕行的最小周期为g
R π2 C ．在距地面高为R 处的绕行速度2Rg D ．在距地面高为R 处的周期为g
R 2π2
“过五关”题组：
1.据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km 和100Km ，运动速率分别为v 1和v 2，那么v 1和v 2的比值为（月球半径取1700Km ）（ ）
A ． B
．
2.已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，不考虑地球自转的影响。
（1）推导第一宇宙速度v 1的表达式；
（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h ，求卫星的运行周期
T 。
3,在某个行星的表面以速度竖直上抛一个物体v 0，测得上升的最大高度为H ；已知该行星的直径为D.若要给这个行星发射一颗在行星表面附近运转的卫星，其运动速度多大?
4、金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍,金星表面的自由落体加速度是多大?金星的第一宇宙速度是多大?
5、某小报登载：×年×月，×国发射了一颗质量100kg……，周期为1h 的人造环月卫星。
一位同学记不住引力常量G 的数值且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的1/4，月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的1/6，经过推理，他认定该报道是假新闻。
试写出他的认证方案。
（R 地＝6.4×106km）
191818
19。