6.5宇宙航行导学案

§6.5 宇宙航行
命题人：郑州星源外国语学校 王留峰
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 2
B ．v 1>v 2>v 3，a 1>a 2=a 3
C ．v 1>v 2=v 3，a 1>a 2>a 3
D ．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 ／s
B ．4 km/s
C ．24km ／s
D ．8 km ／s
2．(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 ．t
vR 2 3．(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 ( ) 新课标第一网
A ．该卫星的发射速度必定大于11．2 km ／s
B ．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7．9 km ／s
C ．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Ⅱ
6．(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c
D ．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。

已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径为地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度为7．9 km／s，则该探月卫星绕月运行的速率约为( )
A．0．4 km／s B．1．8 km／s C．11 km／s D．36 km／s。