《宇宙航行导》学案1(新人教版必修2)

宇宙航行导学案

设计：崔金磊田长杰陈福东审核付治华 2009-4-2

学习目标

1 会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路

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 感知人类探索宇宙的梦想，树立献身科学的人生价值观。

自主探究

1情境创设

1970年4月24日，第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功，我国成为世界上第五个发射卫星的国家。1975年11月26日，首颗返回式卫星发射成功，3天后顺利返回，我国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。2003年10月15日，中国第一艘载人飞船“神舟五号”发射成功。2005年10月12日，“神舟六号”载人飞船发射升空。2008年9月25日“神舟七号”载人飞船发射升空并于9月28日成功着陆于内蒙古四子王旗主着陆场着陆。如图所示，这些对你有何启发？你知道卫星是如何发射升空的吗？

2自主学习

一、“科学真实迷人”

阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题：

1、推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称

量地球的重量”？

2、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67

×10-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。

二、计算天体的质量

阅读教材“天体质量的计算”部分的内容，同时考虑下列问题：

1、应用万有引力定律求解天体质量的基本思路是什么?

2、求解天体质量的方程依据是什么?

三、发现未知天体

1、应用万有引力定律除可估算天体质量外，还可以在天文学上有何应用？

2、应用万有引力定律发现了哪些行星？

四、宇宙速度

阅读课文P

第一自然段，同时思考下列问题：

40

1、在地面抛出的物体为什么要落回地面？月亮也要受到地球引力的作用，为什

么月亮不会落到地面上来？

2、物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?

3、若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？

4、什么叫人造地球卫星？

5、什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？

合作交流

1 学生交流

结合卫星运转的动力学方程，推导第一宇宙速度：

2 教师点拨

应用展示

例1 一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为R的行星表面飞行，环绕一周飞行时间为T 。求该行星的质量和平均密度.

例2 某人在某一星球上以速度v竖直上抛一物体，经时间t落回抛出点，已知该星球的半径为R，若要在该星球上发射一颗靠近该星运转的人造星体，则该人造星体的速度大小为多少？

形成性检测

1、.要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是________km/s，

要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于_______km/s，

要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于________km/s.

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在近地点的速度

3、某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是( )

A.行星的半径

B.卫星的半径

C.卫星运行的线速度

D.卫星运行的周期

4、关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是( )

A.如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量

B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C.原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D.一艘绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

5、一颗人造地球卫星离地面高h=3R(R为地球半径)。若已知地球表面的重力加速度为g,则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________；若已知地球质量为M，万有引力常量为G，则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________。

参考答案：

1.7.9；11.2；16.7

2.BC

3.D

4.AB

5.；；；；；