《宇宙航行》导学案

◇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◇