《宇宙航行》导学案
宇宙航行导学案
6.5 宇宙航行（导学案）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，会用两种方法推导第一宇宙速度。
3.了解人类对宇宙的探索,培养献身科学的价值观.二、学习重、难点：重点：1、弄清人造卫星的运动规律 2、知道宇宙速度，会用两种方法推导第一宇宙速度。
难点：弄清人造卫星的运动规律三、知识链接：天体或卫星绕中心天体做匀速圆周运动，提供向心力，其核心方程为。
若在中心天体表面附近绕中心天体做匀速圆周运动，提供向心力，而又近似等于万有引力, 其核心方程为。
四、学习过程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、关于发射卫星的问题，牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，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。
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？3、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。
4、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。
比较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？5、发射速度：；运动速度（环绕速度）。
6、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、什么是同步卫星？同步卫星有哪些特点？几颗同步卫星就能实现全球通信？五、课堂达标1、可发射一颗人造卫星，使其圆轨道满足下列条件（）A、与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面的同心圆B、与地球表面上某一经度线是共面的同心圆C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的2、我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。
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＝________。
6.5 宇宙航行导学案
§6.5 宇宙航行导学案【学习目标】1、了解人造地球卫星的最初构想；2、分析人造地球卫星的受力和运动情况；3、知道三个宇宙速度的含义和数值；4、会推导第一宇宙速度。
【课堂点拨与交流】一）宇宙速度1、第一宇宙速度的大小为__________,它是卫星________的环绕速度，也是卫星发射的_________速度；2、第二宇宙速度的大小为,它又叫脱离速度，它表示的意思为：当发射速度_____时，就会克服______的引力，离开地球，成为绕_______飞行的人造卫星或飞到其他星球上；3、第三宇宙速度又叫逃逸速度，大小为________,它表示为当发射速度大于_____时，物体会挣脱_______的束缚，飞到太阳系外。
注：不同的星球所对应的三个宇宙速度会与地球的宇宙速度不同。
例1、关于第一宇宙速度，下列说法错误的是（）A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度；B、它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；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运行时近地点的速度；二）人造地球卫星★如何正确的理解人造卫星的运行规律？（1）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，公式为：___________= ma = = = ；①a= ,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；②v= ,随着轨道半径的增大，卫星线速度；③w= ,随着轨道半径的增大，卫星的角速度；④T= ,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84.4min，其他卫星的周期都大于这个数值；（2）所有卫星的轨道平面都应（3）人造卫星的超重与失重①人造卫星在发射，有一段加速运动；在返回时，有一段减速运动，这两个过程的加速度方向都是向上的，因而是状态；②卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于状态；因而与重力有关的仪器均不能使用，与重力有关的实验不能进行。
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。
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。
高中物理 新教材 第四节 宇宙航行导学案
4. 宇宙航行学习目标：1、会分析人造卫星的受力和运动规律；2、会推导第一宇宙速度；3、知道三个宇宙速度的数值和含义。
学习重点：第一宇宙速度的推导和应用预学案1、牛顿在思考万有引力定律时曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点_________,如果速度足够大，物体就_____________,它将绕地球运动，成为___________。
2、第一宇宙速度：（1）卫星绕地球表面圆周运动运行的______速度;(2)地面发射卫星的_____速度；（3）大小________km/s 。
3、第二宇宙速度大小为_________km/s ，是指地面飞行器挣脱地球束缚、围绕太阳运动;第三宇宙速度大小为_________km/s ，是指地面飞行器挣脱太阳的束缚、飞到太阳系外。
4、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其所受地球的_____________提供它的向心力，有 2r mM G _____=_____=_____=_____可得，v=____,w=____,T=____,a=______ 探究案一、第一宇宙速度的推导问题1：人造卫星绕地球运行的动力学原因是什么？问题2：牛顿实验中，炮弹至少要以多大速度水平发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？（地球半径6400km,地球质量6×1024kg ）问题3：有没有其它方法推导地球第一宇宙速度？二、人造地球卫星问题1：人造卫星的的轨道如何？卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心在__________,卫星绕地球的轨道有多种，只要圆心在___________都有可能。
问题2：人造卫星的运行规律设地球质量为M ，卫星质量为m ，匀速圆周运动轨道半径为r ，若轨道半径变大，则v 、w 、T 、a 如何变化？问题3：近地卫星近地卫星的轨道半径等于地球半径，它的运行速度是__________,也是卫星的_________环绕速度，它的运行周期是84.8min 。
6.5《宇宙航行》学案导学(新人教版必修2)
新人教版高中物理必修二同步学案第六章万有引力与航天第五节宇宙航行【学习目标】知识与技能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。
2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
过程与方法通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。
情感态度与价值观1、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。
2、感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生价值观。
【学习重点】对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用领域。
【学习难点】1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。
【教学课时】1课时【课堂实录】引入新课1、1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。
我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。
这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。
放映一段录像资料，简单了解卫星的一些资料。
2、在上几节的学习中，大家已经了解了人造卫星在绕地球运行的规律，请大家回忆一下卫星运行的动力学方程。
（课件投影）（1）人造卫星绕地球运行的动力学原因：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万有引力提供。
（2）人造卫星的运行速度：设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则可见：提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？可见：提问：卫星在地球上空绕行时遵循这样的规律，那卫星是如何发射到地球上空的呢？新课讲解1、牛顿对人造卫星原理的描绘：设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。
课件投影。
引入：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度2、宇宙速度（1）第一宇宙速度问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km。
7.4宇宙航行导学案
任务二、人造地球卫星运行规律思考与讨论三：在地球的周围，有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动，请思考：(1)这些卫星的轨道平面有什么特点？abc轨道中可能为哪个（哪些）？(2)这些卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度跟什么因素有关呢？越高轨道上的卫星运行越快还是越慢？思考与讨论四：与地球自转同步的卫星叫做地球同步卫星，相对地球是静止的，地球同步卫星有哪些特点？计算地球同步卫星的线速度和轨道离地高度。
周期轨道速率运行方向任务三：查询有关载人航天、探月工程、火星探测等方面的资料，了解我国航天事业的最新进展。
【训练案】1、（多选）下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( )A ．第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，第二宇宙速度v 2＝11.2 km/s ，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v 1，小于v 2B ．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C ．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度D ．第一宇宙速度7.9 km/s 是人造地球卫星环绕地球做圆周运动的最大运行速度2、（多选）下列关于同步卫星的说法正确的是( )A ．一定位于赤道正上空B ．为了避免相撞，应该与其他国家的同步卫星在不同的轨道上运行，可以经过北京上空C ．运行速度小于7.9 km/sD ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度3、如图设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星的半径是火星的n 倍，质量为火星的k 倍，不考虑行星自转的影响，则( )( ) A ．金星表面的重力加速度是火星的kn倍 B ．金星的“第一宇宙速度”是火星的k n倍 C ．金星绕太阳运动的加速度比火星小D ．金星绕太阳运动的周期比火星大4、2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由美国卫星拍摄的地球静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图，如图所示。
“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，下列说法正确的是()A．经过一段时间，“风云四号”可以运行到美国上空B．“风云四号”运行速度大于第一宇宙速度C．“风云四号”做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度D．“风云四号”卫星的发射速度大于第二宇宙速度5、2019年1月3日“嫦娥四号”探测器首次在月球背面软着陆，开展原位和巡视探测，让月球背面露真颜，设想嫦娥四号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀，求：(1)月球表面的重力加速度；(2)月球的第一宇宙速度。
高中物理6.5宇宙航行导学案
第六章万有引力与航天第五节宇宙航行【学习目标】1．了解人造地球卫星的有关知识和航天发展史；2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度；3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
【重点、难点】重点：第一宇宙速度的推导。
难点：卫星运行的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。
预习案【自主学习】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、同步卫星就是相对地球的卫星，它只能处于上空，它的运转周期是。
【学始于疑】1、抛出的石头会落地，为什么卫星，月球没有落下来？卫星，月球没有落下来必须具备什么条件？2、宇宙速度是发射速度还是环绕速度？3、为什么说第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度？探究案【合作探究一】宇宙速度问题1：将物体以水平速度从某一高度抛出，当速度增加时，水平射程增大，速度增大到某一值时，物体能否落回地面？若不能，此速度必须满足什么条件？问题2：以多大的速度v将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的卫星?方法一：设地球质量为M，被抛出去的物体的质量为m，物体绕地球运行的轨道半径为r，卫星的环绕度为v方法二：问题3：为什么说第一宇宙速度是最小的发射速度，是最大的环绕速度？归纳总结:（1），叫地球第一宇宙速度，又叫环绕速度。
它是发射一个物体、使其成为地球卫星的；也是卫星绕地球做圆周运动的。
宇宙航行导学案
学习流程课题引入：牛顿关于发射人造地球卫星的构想：地球对周围的物体有的作用，因而抛出的物体要。
但是抛出的初速度越大，物体就会飞得越。
当速度充足大时，物体就不会落回地面，将围绕地球运转，成为一颗绕地球运动的。
学：一、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？卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时候最小？（1）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，公式为：___________=ma=_________=_____ __=____ ___;①a=_____ __,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；○2w=___ _____,随着轨道半径的增大，卫星的角速度；○3T=______ ___,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；○4v=_____ ___,随着轨道半径的增大，卫星线速度；近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_________,也是卫星的__ _____环绕速度。
二、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，假如速度，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。
[试一试]：设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m、运行速度为v、它到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的向心力由提供，即，则v= 。
当卫星在地球表面附近运动时，它到地心的距离能够看作地球的半径R=6400Km，则v= km/s。
[想一想]：有没有其它方法推导地球的第一宇宙速度？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。
宇宙航行导学案
第6节宇宙与航天预习案编号01时间：40分钟【学习目标】1. 了解三个宇宙速度的含义；能推导第一宇宙速度2．人造卫星轨道参量比较、卫星变轨问题分析3. 了解发射速度和运行速度的区别.【使用说明与方法指导】1、根据教材完成预习案基本知识梳理2、把预习中存在的问题写在我的疑问区【课前知识梳理】自主回顾夯基础一、卫星发射和宇宙速度：1．推导第一宇宙速度：2．第一宇宙含义：=3．第二宇宙速度（1） v2（2）含义：4．第三宇宙速度：（1）v=3（2）含义：二．人造卫星1. 由于卫星做圆周运动的向心力必须由地球给它的万有引力来提供，所以所有的地球卫星包括同步卫星，其轨道平面特点：2．人造卫星的运动学特征(1)线速度v＝，随着轨道半径的增大，卫星的线速度．(2)角速度ω＝，随着轨道半径的增大，卫星的角速度．(3)周期：T＝，随着轨道半径的增大，卫星的运行周期3.同步卫星的特点：(1)轨道平面一定：．(2)周期一定：与地球，即T＝24 h＝86400 s.(3)角速度一定：与地球自转的．(4)高度一定：据G Mmr2＝m4π2T2r得r＝3GMT24π2＝4.24×104km，卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量)．(5)速率一定：运动速度v＝2πr/T＝3.07 km/s(为恒量)．(6)绕行方向一定：与地球自转的．【预习检测】1．人造地球卫星以地心为圆心，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2．当人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，其绕行速度（）A．一定等于7.9千米/秒B．一定小于7.9千米/秒C．一定大于7.9千米/秒D．介于7.9～11.2千米/秒3. 是否可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道( )A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的4．关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是( )A．它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度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轨道的最小速度D．它是能使卫星进入轨道的最大发射速度第6节 宇宙与航天 探究案 编号02【学习目标】1. 理解第一宇宙速度2．人造卫星轨道参量比较3. 卫星变轨问题分析考点一、第一宇宙速度的理解例1.我国成功发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”．设该卫星的运行轨道是圆形的，且贴近月球表面．已知月球的质量约为地球质量的181，月球的半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km /s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为( )A ．0.4 km/sB ．1.8 km/sC ．11 km/sD ．36 km/s考点二、轨道参量比较例2.我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已几次将“神州”号宇宙飞船送入太空。
《宇宙航行》导学案
第6.5《宇宙航行》导学案一、【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，线速度、角速度、周期与轨道半径之间的关系；2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
二、【复习回顾】1．通过对上节内容的学习，请总结依据万有引力定律，求天体质量的基本思路是什么? （1）（2）三、【预习探究】（一）【人造地球卫星】【问题1】设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r（1）人造卫星的线速度与轨道半径的关系：（2）人造卫星的角速度与轨道半径的关系：Array（3）人造卫星的周期与轨道半径的关系：（4）人造卫星的向心加速度与轨道半径的关系：【总结】人造卫星距离地球越远，线速度越，角速度，周期越，向心加速度越；【问题2】人造地球卫星的轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供向心力，卫星受到地球的引力方向指向，而做圆周运动的向心力方向始终指向，所以卫星做圆周运动的和地球的重合。
这样就存在三类人造地球卫星轨道：（1）赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；（2）极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；（3）一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。
【问题3】两种常见的卫星1.近地卫星：（贴近地球表面附近做圆周运动的卫星）（1）特点：半径等于半径（2）已知地球质量为M，地球半径R=6400Km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2,根据以上知识，试求出近地卫星的环绕速度V？（3）【总结】它的运行速度是___ _ ____,也是卫星的___ ___环绕速度，【拓展】试分析近地卫星的周期2.同步卫星：（是指相对于地面静止的卫星）【特点】①周期②角速度③轨道半径r：若已知地球质量为M，同步卫星周期为T，试写出同步卫星轨道半径r表达式④高度h：若地球半径为R，条件与③相同，可得同步卫星距离地面的高度h为⑤轨道：轨道平面与赤道平面___ ___;所有同步卫星的轨道半径都______,他们距地面的高度__ _____，即他们处在__ ____轨道上；【总结】同步卫星的七个确定：（二）【卫星的发射】【牛顿的思考】从高山上水平抛出一物体，速度一次比一次大，落地点也会一次比一次远，如果速度足够大，物体就不在落回地面，将做运动，成为。
6.5 宇宙航行 导学案
6.5 宇宙航行导学案【学习目标】 1.了解人造地球卫星的最初构想；2.分析人造地球卫星的受力和运动情况；3.知道三个宇宙速度的含义和数值；4.会推导第一宇宙速度。
【学习重点】 1.研究天体运动的基本思路与方法；2.第一宇宙速度的推导；人造卫星的速度、周期的比较；同步卫星的特点。
【学习难点】 1.第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星环绕运行的最大速度；2.同步卫星的特点。
新知探究一、宇宙航行（1）地球对周围的物体有的作用，因而抛出的物体要.但是抛出的初速度越大，物体就会飞得越。
如果没有，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，将围绕地球运转，成为一颗绕地球运动的。
（2）第一宇宙速度的表达式是和。
（3）人造卫星在地面附近绕做所必须具有的速度，叫宇宙速度。
也叫环绕速度。
其值为km/s。
如果物体发射的速度更大，达到或超过 km/s时，物体将能够摆脱引力的束缚，成为绕运动的人造小行星。
这个速度称为宇宙速度。
也叫脱离速度。
如果物体的发射速度再大，达到或超过 km/s时，物体将能够摆脱引力的束缚，飞到太阳系外。
这个速度称为宇宙速度。
也叫逃逸速度。
（4）地球同步卫星的与地球的相同。
自主探究：卫星的绕行线速度、角速度、周期与半径r的关系（看同学们能否将它们之间的关系都用公式表示出来，并说明与半径r的关系到底如何）。
课堂练习一：1.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2.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星（）A、速度越大B、角速度越大C、向心加速度越大D、周期越长3、有两颗人造地球卫星，它们的质量之比是m1：m2=1：2，运动速度之比V1：V2=1：2，则它们的周期之比为________；轨道半径之比为________；向心加速度之比为________；所受向心力之比为________。
6.5宇宙航行(导学案)-教育文档
6.5宇宙航行班级第组姓名【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。
【新课讲解】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？不能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，落地点就越远。
如果抛出的速度足够大，物体就不再落回地面，它将环绕地球运动，成为一颗卫星。
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：航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。
大小：7.9km\s 。
意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，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：人造天体脱离地球引力束缚所需的最小速度。
意义：使卫星挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。
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◇2010—2011学年度高一物理导学案◇
◇班级姓名
§6.5 宇宙航行
◇课前预习◇
1．什么是第一宇宙速度？地球的第一宇宙速度是多大？怎样推导地球的第一宇宙速度？
2．什么是第二宇宙速度？地球的第二宇宙速度是多大？
3．什么是第三宇宙速度？地球的第三宇宙速度是多大？
◇课堂互动◇
【融会贯通】
一、宇宙速度
1.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。
[试一试]：设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m、运行速度为v、它到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的向心力由提供，即，则v= 。
当卫星在地球表面附近运动时，它到地心的距离可以看作地球的半径R=6400Km，则v= km/s。
[想一想]：有没有其它方法推导地球的第一宇宙速度？
[思考与讨论]：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？卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时候最小？什么是地球同步卫星？地球同步卫星有哪些特点？
2.第二宇宙速度:
[说一说]：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:
[说一说]：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。
二、梦想成真：
[说一说]：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。
【触类旁通】
〖例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7.9km/s，则海王星的第一宇宙速度为多大？
〖例2〗两颗人造地球卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，周期之比为T A：T B=1：8，则A、B的轨道半径之比和运行速率之比分别为（）
A．R A：R B=4：1，V A：V B=1：2 B．R A：R B=4：1，V A：V B=2：1
C．R A：R B=1：4，V A：V B=1：2D．R A：R B=1：4，V A：V B=2：1
【无师自通】
1．关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是（）
A．它是人造卫星绕地球运行的最小速度
B．它是人造卫星绕地球运行的最大速度
C．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
D．它是能使卫星进人近地圆形轨道的最小发射速度
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v1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．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v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700Km）（）
A．19
18
B
C
D．
18
19
4．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，且M a =M b >M c，下列说法中错误的是（）
A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
B．b、c运行周期相同，且大于a的运行周期
C．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
D．b、c的向心力大小相等，且小于a的向心力
5．在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是（）A．它们的质量可能不同B．它们的速率可能不同
C．它们的向心加速度大小可能不同D．它们离地面的距离可能不同
◇学后反思◇。