2019-2020学年人教版(2019)必修2 7.4宇宙航行 教案
宇宙航行
参考答案：不能这样说。
这是因为如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
（4）第一宇宙速度意义
第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。
在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，这一飞行器只能围绕地球做圆周运
动，还不能脱离地球引力的束缚，飞离地球实现星际航行。
思考：若卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么情况？
若卫星的发射速度大于7.9km/s，绕地球运动的轨迹不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。
当飞行器的发射速度等于或大于
11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。学生思考讨
论
学生阅读课
文
了解发射速度
大于7．9km/s
轨迹
是椭圆，等于或
大于
11．2km/s，永
远离开地球。
锻炼学生的自
主学习能力
2、第二宇宙速度大小：v=11.2km/s。
（1）当飞行器的速度等于或大于
11.2km/s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。
（2）意义：使卫星挣脱地球的束缚，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：达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。
3、第三宇宙速度大小：v=16.7km/s
（1）当物体的速度等于或大于16.7km/s 时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度。
（2）意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。说出第二宇
宙速度和第
三宇宙速度
学生动手推
导
出卫星运行
时，其a n、v、
ω、T，分别
掌握推导过程，
理解r越大a n
越小、v越小、
ω越小、T越
大。
其半径R不大于2Gm/c2时这种天体称为黑洞。
课堂练习
1、已知绕中心天体做匀速圆周运动的近地卫星的轨道半径为r，运动周期为T。则中心天体的平均密度ρ=————。
答案：3π/GT2
2、人造地球卫星A和B的质量之比为1:2，轨道半径之比为2:1，它们受到地球的引力之比为————，它们运行的线速度之比为——————
，它们运行的周期之比为——————。
答案：1:8；2
:1；1:2
2
3、如图所示，我国“北斗卫星导航系统”由5颗静止轨道卫星（地球同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，卫星轨道半径大小不同，其运行速度、周期等参量也不相同，下面说法正确的是（）
A．卫星轨道半径越大，环绕速度越大
B．卫星的线速度可能大于7.9km/s
C．卫星轨道半径越小，向心加速度越大
D．卫星轨道半径越小，运动的角速度越小
答案：C
4．据人民日报客户端1月3日的报道，
上午10点26分，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，完成了人类航天史上的一项壮举，实现了人类第一次在月背软着陆，成为2019年太空领域的“开门红”。关于月球，下列说法正确的是（）
A．月球上地磁南极是地理的北极，和地球上相似；
B．月球上的重力加速度约是地球上的6倍；
C．地球同步卫星的轨道半径约是地月距离的十分之一；
D．月球的环绕速度要比地球同步卫星的线速度要大。
答案：C
5、在地球上空有许多同步卫星，下列关于地球多个同步卫星的说法中正确的是（）A．它们的质量可能不同
B．它们的速率可能不同
C．它们离地心的距离可能不同
D．它们的向心加速度大小可能不同
答案：A
拓展提高
1、所示，T和S是绕地球做匀速圆周运动的两颗人造地球卫星，虚线为各自轨道，其中T为地球同步卫星。由此可以判定（）
A．T卫星可以相对地面静止在天津的正上方
B．T卫星的运行周期小于S卫星的运行周期
C．T卫星的运行速率大于S卫星的运行速率
D．T卫星、S卫星的运行速率均小于7.9km/s
答案：D
2．如图所示，a是赤道表面上一建筑物，随地球一起转动，b是地面附近近地轨道上正常运行的卫星，c、d两卫星在相同的轨道上（轨道平面跟赤道共面）且绕地球运行的方向一致、d在c的后面，则下列说法中正确的是（）
A．卫星b所需的向心力可能小于卫星c 所需的向心力
B．卫星c的线速度小于a的线速度
C．卫星b运行的线速度可能大于地球第一宇宙速度
D．卫星d加速后可追上c
答案：A
3、关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）
A．稳定运行轨道可以位于重庆正上方
B．稳定运行的线速度小于7.9km/s
C．运行轨道可高可低，轨道越高，绕地
球运行一周所用时间越长
D．若卫星质量加倍，运行高度将降低
一半
答案：B
课堂小结1、三个宇宙速度
第一宇宙速度v1=7.9km/s；第二宇宙速
度v2=11.2km/s；第三宇宙速度v3=16.7km/s。
2、第一宇宙速度是最小的发射速度，最
大的运行速度。
3、人造地球卫星
相对于地面静止，公转周期和地球自转
周期相同的卫星
4、a n、v、ω、T，分别与其轨道半径r
的关系
梳理自己本
节所学知识
进行交流
根据学生表述，
查漏补缺，并有
针对性地进行
讲解补充。
板书一、牛顿的设想
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度：v=7.9km/s
物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周
运动的速度，叫作第一宇宙速度。
2、第二宇宙速度大小：v=11.2km/s。
使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运
7.4.1 宇宙航行 学案-2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
7.4 宇宙航行学案 【学习目标】 1.理解人造地球卫星的最初构想； 2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度，体会在处理实际问题时，如何构建物理模型； 3.理解人造卫星做匀速圆周运动时,各物理量之间的关系。 【学习重点】 1.第一宇宙速度的推导过程和方法； 2.研究天体运动的基本思路与方法。 【学习难点】 人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。 知识回顾 1.天体运动近似看成匀速圆周运动，万有引力提供向心力， 即= （已知r,T）,可得中心天体的质量M= . 2.忽略地球自转影响，地表附近物体的重力等于万有引力， 即= ， 所以= 。这是一个常用变换式。 新课导入 在 1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：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。你知道这个速度究 竟有多大吗？ 问题: 1. 卫星在做什么运动？ 2. 谁提供向心力？ 3. 已知引力常量G、地球质量M、地球半径R、地球表面重力 加速度g 请用不同的方法求出这个速度的表达式，并说明原理。 合作探究、自主学习 学习目标一、宇宙速度（地球） 1. 第一宇宙速度 （1）概念:是卫星在附近(h≪R)绕地球做的速度。 （2）推导： 方法一：万有引力提供向心力，则有：。（方程） 解得：v = . 1 方法二:已知地面附近的重力加速度g和地球半径R，方程: ,
解得：v 1 = .带入数据（地球半径R约为6400km，重力加速度g取9.8m/s2）， 得：v 1 = . (注：发射速度是指卫星在地面附近离开发射火箭的初速度) 拓展:卫星在地面附近离开发射火箭时: (1). 发射速度等于第一宇宙速度时，卫星将做什么运动？ (2). 发射速度小于第一宇宙速度时，卫星将做什么运动？ (3). 发射速度大于第一宇宙速度时，卫星将做什么运动？ (4). 卫星环绕地球做圆周运动的速度一定不小于第一宇宙速度吗？ (5). 把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？ 结论：第一宇宙速度是最小的，是卫星环绕地球做圆周运动的最大. 2.第二宇宙速度:使物体挣脱的束缚,成为绕太阳运行的人造行星的最发射速度,又叫 ,v2= . 3.第三宇宙速度:使物体挣脱束缚的最发射速度,又叫 . v3= . 例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或等于v 1，小于v 2 B．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是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度例2、若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度约为( ) A．16 km/s B．32 km/s C．4 km/s D．2 km/s 学习目标二、人造地球卫星 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、人造地球卫星的运行规律
高中物理 第六章 万有引力与航天第5节《宇宙航行》参考教案 新人教版必修2
7.5 宇宙航行 ★新课标要求 〔一〕知识与技能 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〕过程与方法 通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力 〔三〕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。 ★教学重点 第一宇宙速度的推导 ★教学难点 运行速率与轨道半径之间的关系 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 ★教学工具 有关练习题的投影片、计算机、投影仪等多媒体教学设备 ★教学过程 〔一〕引入新课 教师活动：上节课我们学习了万有引力的成就。现在请同学们回忆以下问题： 1、万有引力定律在天文学上有何应用？ 2、如何应用万有引力定律计算天体的质量？能否计算环绕天体的质量？ 学生活动：经过思考，回答上述问题： 1、应用万有引力定律可以估算天体的质量；可以来发现未知天体。 2、应用万有引力定律求解天体质量时，万有引力充当向心力，结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三种形式的方程，即 G r v m r Mm 2 2 ① G 2r Mm =mω2·r ②
G 2r Mm =m 224T r ③ 教师活动：点评、总结 导入：这节课我们再来学习有关宇宙航行的知识。 〔二〕进行新课 1、宇宙速度 教师活动：请同学们阅读课文第一自然段，同时思考以下问题［投影出示］： 1、在地面抛出的物体为什么要落回地面？ 2、什么叫人造地球卫星？ 学生活动：阅读课文，从课文中找出相应的答案。 1、在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面。 2、如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星。 教师活动：引导学生深入探究 1、月球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、假设抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？ 学生活动：分组讨论，得出结论。 1、由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力〔即重力〕，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来。 2、由平抛物体的运动规律知： x=v0t ① h=221gt ② 联立①、②可得： x=v0g h 2 即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h 有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远。 3、当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。 教师活动：总结、点评。
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: 2 v 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 2 v 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2 GMm r ＝m r 2 24T ,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/s B.火星探测卫星的发射速度大于16.7 km/s
7.4 宇宙航行 教案-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册
7.4.宇宙航行 一．练必备知识 （一）、宇宙三个速度 1.环绕速度 默认人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，地球质量为m地，卫星质量为m，地球对它的万有引力提供向心力， 即F万=GMm r2＝卫星在轨道上运行的线速度v=√Gm地 r 。r=R+h 特点：（1）r越大（或高度h越大），周期T越大；线速度v、角速度W和向心加速度a越小； （2）r越小（或高度h越小），周期T越小；线速度v、角速度W和向心加速度a越大； 2.第一宇宙速度 (1)定义：发射物体离开地面且不返回地面的最小发射速度，可看成物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，也是环绕地球的运动的最大环绕速度。此时离地面高度最小。 (2)大小：当r=R时，根据公式v=√GM r =√gR 得：v＝7.9 km/s。（利用了黄金代换GM=gR2） (3)求其他中心天体的第一宇宙速度，需要求解对应的表面重力加速度g带入即可. （4）若已知某星球的第二宇宙速度V2=kV1，则先求表面出的重力加速度g,再求v1，然后求V2即可。 3.第二宇宙速度（又称逃逸速度） (1)定义：在地面发射飞行器，速度达到11.2km/s，就会克服地球的引力，逃离地球，该速度称为第二宇宙速度。（2）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。 （3）速度大于11.2km/s时，就会离开地球，成为环绕太阳运动的一颗人造行星。 4.第三宇宙速度 （1）定义：发射飞行器速度等于16.7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度。 （2）发射速度大于16.7 km/s时，飞行器就会离开太阳，逃到太阳系以外。 （二）卫星绕地球的轨道的三个轨道（或星体绕中心天体的轨道） 1、赤道轨道：卫星轨道在赤道平面内，卫星始终在赤道正上方。 2、极地轨道：卫星轨道始终与赤道平面垂直，卫星经过两极上方。 3、倾斜轨道：卫星轨道和赤道轨道有一定夹角。 4、无论是哪个轨道，地球在对应平面的一个焦点上。（三）、人造地球同步卫星、近地卫星（低轨）和高轨卫星以及地面上随地球旋转的物体相应关系 1、人造地球同步卫星特点（又称为静止卫星）备注：周期为T=24h的卫星不一定是同步卫星。 (1)概念：相对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，相当于与地球的物体同轴转到。 (2)特点：六个“一定” ①定点：相对地面静止且在赤道的正上方，①周期一定：即T＝24 h和地球自转周期相同；且转动方向一致； ①定轨道：在赤道平面，且与地球转到方向相同。①；定速率一定：线速度大小一定(约3.1×103 m/s)。 ①定高度：离地面高度h=6R固定不变(约3.6×104 km)；①定加速度，向心加速度大小不变，指向地心。 2、比较异同点 相同点：(1)都以地心为圆心做匀速圆周运动。(2)同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度，相当于同轴。 比较：(1)轨道半径关系：r地 第七章 万有引力与宇宙航行 课时7.4 宇宙航行 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，知道地球同步卫星的特点，通过对比“同步卫星、近地卫星、 地球赤道上物体”的运行规律，提高推理分析能力。 3. 了解我国卫星发射情况，增强民族自信，体会人类探索宇宙的成就和科学精神。 一、宇宙速度 1.牛顿的设想 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。 2.近地卫星的速度 (1)原理:物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供物体运动所需的向心 力，所以G 2 m m r 地 =m 2 v r ，解得v (2)结果:用地球半径R 代替近地卫星到地心的距离r ，可得v m/s= 7.9km/s 。 3.宇宙速度 二、人造地球卫星 1.动力学特点 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对它的万有引力提供。 2.地球同步卫星相对于地面静止，且运动周期与地球自转周期相同的卫星，也称静止卫星。地球同步卫星具有以下特点: (1)轨道平面一定:所有的地球同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必与赤道平面重合； (2)绕行方向一定:和地球自转方向一致； (3)周期一定:和地球自转周期相同，即T=24 h； (4)高度一定:位于赤道上方高度约3.6×104km处，距地面高度固定不变。 基础过关练 题组一宇宙速度 1.(2022江苏淮安期中)下列有关宇宙速度的说法不正确的是() A.月球探测卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B.地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C.第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最小发射速度 D.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，离开地球所需的最小发射速度 2.(2022江苏淮安期中)我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”，设该卫星的运 ，月球的半径约为地行轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的1 81 ，地球的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则“嫦娥一号”绕月运行的最大速率约为球半径的1 4 () A.0.4 km/s B.1.8 km/s C.11 km/s D.36 km/s 3.(2022四川成都七中期中)已知地球与某未知星球的第一宇宙速度之比约为24∶7，近地卫星与绕未知星球表面飞行的卫星(运行轨道均可近似看作圆)的环绕周期之比约为3∶4，则地球与某未知星球的质量比值约为() A.24 B.27 C.30 D.35 4.(2022山东临沂临沭期中)海王星的质量是地球的17倍，它的半径是地球的4倍，地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为v，则() g A.海王星表面的重力加速度为17 4 g B.海王星表面的重力加速度为17 16 v C.海王星的第一宇宙速度为17 4 （新教材）统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优 质说课稿 今天我说课的内容是新人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》。第七章是力学，讲述万有引力与宇宙航行。这一章我们将学习对人类智慧影响至为深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力定律，并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的作用。《宇宙航行》一节主要讲解宇宙航行的物理知识，是对前面所学知识的重要补充，是对运动和力的关系的进一步理解和完善。本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。 一、说课程标准 普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“2.2.5 会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。例 5 了解牛顿力学对航天技术发展的重大贡献。” 二、说教材分析 本课教材主要内容有三个方面：宇宙速度、人造地球卫星、载人航天与太空探索。教材一开始以牛顿的设想引入，让学生思考人造地球卫星如何才能不落回地面；紧接着从运动和受力分析入手，用万有引力 定律和牛顿第二定律讲解了宇宙速度理论知识；在此基础上，教材介绍了人类探索太空的活动：人造地球卫星、载人航天与太空探索。教材安排有思考与讨论、科学漫步，以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。 三、说教学目标 1.能从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律求解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。 2.了解人类运用万有引力理论的巨大成就。 四、说核心素养： 1.物理观念：通过学习宇宙航行知识，能从物理学视角形成运动与相互作用认识和观念；能从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。 2.科学思维：能从物理学视角认识宇宙航行；能基于经验事实建构物理模型，抽象概括；运用分析综合、推理论证等方法；能基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。 3.科学探究：培养基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。 4.科学态度与责任：在认识宇宙航行知识，认识科学•技术•社会•环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。 五、说教学重难点 宇宙航行 参考答案：不能这样说。 这是因为如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。 （4）第一宇宙速度意义 第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。 在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，这一飞行器只能围绕地球做圆周运 动，还不能脱离地球引力的束缚，飞离地球实现星际航行。 思考：若卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么情况？ 若卫星的发射速度大于7.9km/s，绕地球运动的轨迹不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。 当飞行器的发射速度等于或大于 11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。学生思考讨 论 学生阅读课 文 了解发射速度 大于7．9km/s 轨迹 是椭圆，等于或 大于 11．2km/s，永 远离开地球。 锻炼学生的自 主学习能力 2、第二宇宙速度大小：v=11.2km/s。 （1）当飞行器的速度等于或大于 11.2km/s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。 （2）意义：使卫星挣脱地球的束缚，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：达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。 3、第三宇宙速度大小：v=16.7km/s （1）当物体的速度等于或大于16.7km/s 时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度。 （2）意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。说出第二宇 宙速度和第 三宇宙速度 学生动手推 导 出卫星运行 时，其a n、v、 ω、T，分别 掌握推导过程， 理解r越大a n 越小、v越小、 ω越小、T越 大。 7.4宇宙航行 学习目标 1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度 2.了解我国在航天方面的成就，知道近地卫星、同步卫星的特点 3.能分析卫星变轨问题 学习重点三个宇宙速度的含义，卫星运行问题分析 【考点指导】 本节知识在考试说明中为I级要求,是高考考查的重点内容之一，在历年的高考试题中几乎年年都考。考题多联系当今航天科学技术实际,考查角度灵活多样,题型以选择题为主,试题难度适中,要求考生注重理解能力及物理建模能力的培养。 【素养目标】 1.通过对地球卫星圆周运动的分析推导得出卫星线速度、角速度等物理量的表达式并加以理解 2.采用比较法，理解地球表面物体近地卫星、同步卫星做圆周运动的区别与联系 【自主学习】 结合牛顿设想思考：地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢？ 【合作学习·难点探究】 任务一、推导第一宇宙速度，知道第二、第三宇宙速度 1、思考：以多大的速度抛出物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？ 若已知Ｇ=6.67×10-11N m2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2，，请用两种方法推导出这个速度 总结： 2、思考：把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？ 总结： （1）第一宇宙速度（V1=7.9km/s ）是最小的发射速度，最大的环绕速度 （2）第二宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够克服地球的引力，永远离开地球所需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s.当发射速度7.9 km/s 第4节 宇宙航行 1．宇宙速度 (1)物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略。在简化之后，物体只受到指向地心的引力作用，物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动。设地球的质量为m 地，物体的质量为m ，速度为v ，它到地心的距离为r 。万有引力提供物体运动所需的向心力，有□ 01G mm 地 r ＝m v 2 r ，故物体的绕行速度v m 地和物体做圆周运动的轨道半径r ，就可以求出物体绕行速度的大小。 (2)已知地球质量，近地卫星的飞行高度远小于地球半径(6400 km)，可以近似用地球半径R 代替卫星到地心的距离r 。把数据代入上式后算出v ＝ Gm 地 R ＝7.9 km/s 。 (3)物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力由□ 03重力提供，有mg ＝m v 2 R ，故v (4)宇宙速度 续表 注意：理论研究指出，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 ，它绕地球运动的轨迹是□ 12椭圆。 2．人造地球卫星 (1)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1号”发射成功。 (2)地球同步卫星位于赤道上方高度约为□ 1336000_km 处，因相对地面静止，也称□14静止卫星。地球同步卫星与地球以相同的□ 15角速度转动，周期与地球□16自转周期相同。 3．载人航天与太空探索 1961年4月，苏联航天员加加林成为人类进入太空第一人。1969年7月，美国阿波罗11号飞船登月。2003年10月15日，我国神舟五号宇宙飞船将杨利伟送入太空。 典型考点一 对三个宇宙速度的理解 1．若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( ) A ．16 km/s B ．32 km/s C ．4 km/s D ．2 km/s 答案 A 解析 由G Mm R 2＝m v 2 R 得v ＝ GM R ，因为行星的质量M ′是地球质量M 的6倍，半径R ′是地球半径R 的1.5倍，即M ′＝6M ，R ′＝1.5R ，所以 v ′v ＝GM ′R ′ GM R ＝M ′R MR ′ ＝2，则v ′＝2v ≈16 km/s，A 正确。 2．(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中，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 2 B ．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发射飞行器，使其克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度 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 答案 CD 解析 根据v ＝ GM r 可知，卫星的轨道半径r 越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v 1＝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，D 正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，A 错误；美国发射的凤凰号火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，B 错误；第二宇宙速度是在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力，永 《第七章万有引力与宇宙航行》教案 学情分析 最近几十年中国航天事业高速发展，创造了一个又一个世界奇迹，让国人自豪，让民族骄傲。从1970年中国第一颗人造地球卫星东方红一号发射成功，到2019年长征五号重型火箭再一次发射成功，中国人正一步一步奔向太空，各项航天工程有序推进。学生通过各种媒体耳熟能详，神舟载人飞船、嫦娥探月工程、天空实验室、北斗卫星导航系统、风云系列气象卫星······这一系列辉煌成就都已载入中国航天史册，为本章的学习铺垫好了家国情怀的情感基础，增强了学生的责任感和国家认同感，每一节的学习都为学生打开了一扇通往太空的大门，学生怀揣着对地球之外的宇宙世界无与伦比的期待，开启本章的学习。 一、认知基础 高中之前，学生知道一些地心说、日心说等相关史实，对一些伟大的物理学家也有些了解，像牛顿、开普勒等，包括牛顿与苹果树的故事。 在本章之前，学生在必修1中学习过自由落体加速度g，知道自由落体加速度也叫重力加速度，海拔高度越高g越小，地球表面不同纬度g略有差异。但是，学生并不知道自由落体加速度为什么不是定值，且有进一步探究的愿望。通过对自由落体运动的学习，学生可以测定自由落体加速度，这为“地—月检验”和“称量”地球质量的学习奠定好了基础。学生对重力有了一定的了解，知道重力的方向是竖直向下，但是却不清楚为什么重力的方向不指向地心。在正确的认知下，学生带着一些疑问急需通过这一章的学习去解决。 在本章之前，学生在必修2中已经学会了如何描述圆周运动，建立起了一些基本物理概念，例如：线速度、角速度、周期、向心加速度、向心力等，掌握了圆周运动向心力表达式以及匀速圆周运动的方法，具备了推导太阳与行星间引力的知识基础。学生对离心运动和近心运动及产生条件有了一定的认识，为研究人造地球卫星的多次变轨后达到预定轨道做好了知识储备。本章在分析双星问题时，结合花样滑冰运动员在冰面上手拉手匀速圆周运动，学生能进一步加深对向心力表达式中半径r的理解。在生活中的圆周运动部分，通过学习汽车过拱形桥的失重现象，将地球看作一个巨大拱形桥，介绍了航天器中失重现象。但是，学生对航天器中失重现象为什么是完全失重，也只是初步认识，需要本章进一步学习，深化理解，提升认知。 学生在高中地理《宇宙中的地球》一章中，学习了“地球为什么会存在生命”。从地理学科的角度分析了存在生命的外部条件是安全和稳定，安全是指太阳系中八大行星“各行其道”，轨道具有共面性、近圆性、同向性；存在生命的内部条件是日地距离适中、自转和公转周期适中、质量和体积适中。地理中这部分内容与开普勒第一定律、高中阶段行星轨道按照圆轨道近似处理、赤道处的临界问题等存在交叉融合，能促进学生理解本章内容。 2012年神舟九号和天宫一号交会对接，宇航员刘洋做了几个演示实验：动力学方法测质量、单摆运动、水膜水球的演示，这些实验学生有些能理解，有些 《宇宙航行》教案 《宇宙航行》教案范文 我今天说课的课题是《宇宙航行》，关于这节课我主要介绍以下几方面内容：教材简介，课程分析，教学目标，教学重点难点，教学过程，小结，其中教学过程又包括下面五个部分：复习旧课，新课引入，新课教学，巩固复习，布置作业，下面我将对各个部分进行详细的解说。 一、教材简介 《宇宙航行》是人民教教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书物理必修2模块第7章第5节的内容。 二、课程分析 本节课是以学生已掌握的曲线运动一章中的平抛运动，圆周运动，和向心力等知识以及万有引力定律为基础。重点讲述了人造卫星的发射原理，人造卫星绕地球做圆周运动的动力学原因和人造卫星的速度问题。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，为学生以后深入学习研究天体物理问题奠定了基础，而且本节课与社会生活有着密切的联系，如气象卫星与天气预报，卫星定位系统与自动导航汽车等，更值得大家瞩目的是：我国在20××年，20××年相继成功发射了“神舟五号” 、“神舟六号”宇宙飞船，圆了国人盼望已久的飞天之梦，为以后进一步的科学研究奠定了坚实的基础，因此本节课具有广泛的现实意义和科研价值。 三、教学目标 依据课程标准，对教材分析之后制定了如下三维教学目标： （一）知识与技能 1）知道世界航天发展史和中国航天发展史； 2）理解人造卫星的发射原理，并能够准确阐述其绕地球做圆周运动的动力学原因； 3）会计算人造卫星的环绕速度，并能推导第一宇宙速度； 4）了解第二，第三宇宙速度的含义。 （二）过程与方法 1）通过“航天员与记者”模拟活动的参与，提高学生的合理表达能力； 2）学生在人造卫星发射原理的探究过程中培养自主探究能力和分析推理能力。 （三）情感态度与价值观 1）通过观看“世界航天发展史和中国航天发展史”视频激发学生学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。 四、教学重点难点 学生在解决第一宇宙速度，以及相关课后习题时均以人造卫星的环绕速度为基础，因此本节课的重点内容是人造卫星环绕速度的求解。那么，本节课的难点又在哪里呢？对于人造卫星、宇宙飞船等高科技产品，学生在学习时往往存在一定的心里障碍，而且高一学生思维不够敏捷，很难做到大跨度的思维跳跃，因此对人造卫星发射原理的理解便成了学生学习中的拦路虎，成为本节课的难点问题。针对该难点问题，在教学过程中主要采用理论探究的方法，从学生已有的知识出发，经过一系列有序合理的教学活动，师生共同努力，最终踢飞绊脚石，解决难点问题，为后续学习做好准备。 五、教学过程 （一）复习旧课，构建知识平台 此过程可采用学生板书的形式，检查他们对圆周运动、万有引力定律等知识的掌握情况，巩固复习为新课学习做好准备。 （二）新课引入 1新课引入，创设情境 新课引入，创设情境旨在创设学习情境，激发学生学习兴趣，此过程充分发挥了现代信息技术与课程整合的优势，运用计算机的视频播放功能向学生展示“世界航天发展史和中国航天发展史”，不仅能够激发学生的学习兴趣，开阔学生的视野，而且能够增强学生的民族自信心和自豪感，可谓一举多得。 2情境模拟，课题构建 人教版必修2《宇宙航行》教案及教学反思 一、课程概述 本课程为人教版必修2课程中的《宇宙航行》一课。本课程主要介绍了人类对宇宙航行的探索和应用，包括宇宙的基本概念、太阳系的组成和特点、宇宙探索及应用等方面。本课程将帮助学生进一步了解宇宙和太阳系的相关知识，并引导学生探索宇宙和太阳系的奥秘。 二、教学目标 本课程的主要教学目标如下： 1.了解地球在宇宙中的位置，进而认识太阳系和其他 恒星系统的基本概念和组成； 2.了解宇宙中的运动规律，掌握环绕地球和绕太阳的 运动方式与规律； 3.了解宇宙探索的基本方法和应用，掌握宇宙探索的 发展历程和最新进展。 三、教学内容 1. 宇宙与太阳系的概念 •宇宙的基本概念 •太阳系的组成和特点 •地球的运动方式和规律 2. 太空探索与应用 •宇宙探索的基本方法和最新进展 •太空技术的发展及应用 3. 宇宙时空的奥秘 •黑洞和暗物质 •宇宙大爆炸理论 四、教学方法 本课程采用以下教学方法： 1.讲授法：通过PPT和黑板，向学生讲解主要理论和 知识点； 2.互动探究法：在讲授内容中，通过“回答”“提问” 等互动方式，引导学生探究、思考，达到知识点深入理解 的目的； 3.实验演示法：对于部分实验应用型的知识点，通过 实验和演示的方式，使学生更好地理解和掌握知识。 五、教学重点 1.太阳系的组成和地球的运动方式和规律； 2.宇宙探索的基本方法和最新进展； 3.黑洞和宇宙大爆炸理论。 六、教学难点 1.宇宙探索的发展历程和最新进展； 2.黑洞和宇宙大爆炸理论的概念及其特点和影响。 七、教学反思 本课程教学过程中，针对学生的认知基础和掌握情况，我 采用了讲授法、互动探究法和实验演示法等多种方式，帮助学生理解和掌握了宇宙航行相关的概念和知识。 在教学中，我注重了知识点的串联和深入，帮助学生形成 知识点之间的联系，从而更好地理解知识。同时，在教学中，我也提倡学生主动思考和探究，通过提问、回答、分组讨论等 第七章万有引力与宇宙航行 7.1行星的运动 ....................................................................................................................... - 1 - 7.2万有引力定律 ................................................................................................................. - 10 - 7.3万有引力理论的成就...................................................................................................... - 24 - 7.4宇宙航行 ......................................................................................................................... - 37 - 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性.............................................................................. - 52 - 7.1行星的运动 学习目标：1.[物理观念]了解人类对行星运动规律的认识历程，知道开普勒行星运动规律及其科学价值。 2.[科学思维]知道行星绕太阳运动的原因，知道引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力。 3.[科学探究]认识到科学研究一般从最基本的观念开始，凭借对现象的观测、模型的构建以及模型与事实之间的相互作用，不断修正原有的观念和模型，使其逐步接近事实，获得物理规律。 4.[科学态度与责任]认识到相信自然的简单和谐是科学家研究的动力之一，尊重客观事实、坚持实事求是是科学研究的基本态度和社会责任。 阅读本节教材，回答第44页“问题”并梳理必要知识点。 教材第44页“问题”提示：行星运行的轨道为椭圆，近似为圆。如果把行星的轨道当作圆处理，则行星到太阳的距离的三次方r3与行星公转周期的平方T2的比值为定值，轨道是椭圆，则椭圆半长轴的三次方a3与行星公转周期的平方T2的比值为定值。 一、地心说和日心说开普勒定律 1．地心说 地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他星体都绕地球运动。 2．日心说 太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 [注意]古代两种学说都是不完善的，因为不管是地球还是太阳，它们都在不 第七章万有引力与宇宙航行宇宙航行 教学设计 如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学 原理》中，牛顿设想：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，成为学生观察图片思考讨 论 教 学 过 程通过生活中常见知识，激发学生的学习兴趣，引出本节课题 【教师引导】我们可以从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律进行求解。讲授新课：（1）宇宙速度 【教师引导】物体在地球附近绕地球运动时, 太阳的作用可以忽略。 在简化之后，物体只受到指向地心的引力作用，物 体绕地球的运动可视作匀速圆周运动。 【教师补充】设地球的质量为脚嵋，物体的质 量为m，速度为v,它到地心的距离为r。万有 引力提供物体运动所需的向心力，所以 学生经过老师引导，思 考如何计算宇宙速度通过联系之前已知的知识，思考计算第一宇宙速度的原理 = rn— V * 18.导入新课: 【思考与讨论】已知地球的质量与半径，上式 （2）代换法：地球表面卫星受到的地球引力等 于尹星在地面的重力，由-：得"二 。 注意：（1）任何天体都有“第一宇宙速度”，求 （1） "最小发射速度”：向高轨道发射卫星比向 低轨 道发射卫星困难，因为发射高轨道卫星要克 服地球引力做的功多（后面学习）。近地圆轨道是 人造卫星的最低运行轨道， 而此时的速度就是第 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。在地面上的发射速度如果小于第一 宇宙速度，物体会落回地球，不能成为卫星。 （2） “最大环绕速度”：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— :■ "i 可得… ，轨道半径越小， 线速度越大， 所以在这些卫星中， 近地卫星的线 速度即第一宇宙速度是 最大环绕速度。 3、卫星的运行速度和发射速度的区别 通过思考与讨论，正确 的理解第一宇宙速度 轨道上运行时的速度，其大小随轨道半径的增大 而减小，所以卫星的运行速度 激送碎彘溟冷。但 由于卫星在发射过程中要克服地球引力做功 （ 后 面学习），所以将卫星发射到离地球越远的轨道 上，在地面上所需要的发射速度越大， 因而卫星 的最小发射速度为「•扌"F 理解三个宇 宙速度，记住 宇宙速度的 数值 円■指的是卫星在 《宇宙航行》教案 一、教材分析 《宇宙航行》系新课程人教版必修2第六章第五节，重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。 二、教学目标 （一）知识与技能 （1）知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因； （2）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度； （3）简单了解航天发展史。 （4）能用所学知识求解卫星基本问题。 （二）过程与方法 （1）培养学生科学探索能力； （2）培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力； （3）学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。 （三）情感态度与价值观 介绍我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。课时安排：一节课 教具：多媒体课件、计算机 三、设计理念 学科教学活动以学生为主体，促进学生知识、能力、品德三维一体的全面发展，这是本课件设计的基本理念。学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。本节课的难点在于对人造卫星原理的理解，因此教学设计上采用理论探究法：在设计中突出发挥学生的主体作用，课堂中通过设疑→思考→启发→引导这样一条主线，激发鼓励学 2019-2020年新人教版高中物理必修2《宇宙航行》教学设计 一、概述 本节课为1课时，40分钟。 《宇宙航行》是人教版新课标教材高中物理必修2第六章《万有引力与航行》中的第5节。本节属于航天部分的重要知识，介绍万有引力的实践成就，要求学生知道是万有引力理论使人类实现“飞天”的梦想。 本节内容的核心是牛顿运动定律与万有引力定律在圆周运动条件下的综合应用。 重点是理解第一宇宙速度，激发学生科学献身精神。 难点是发射速度与环绕速度的区别。 二、教学目标分析 （一）知识与技能 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）过程与方法 通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。 （三）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。 三、学习者特征分析 学生是开平市开侨中学的高一级学生。 学生为高一的孩子，好奇心强，具有较强的探究欲望，但不喜欢个体发言，集体发言的居多，同时文字组织能力欠佳。 学生有过较少的小组合作经验。 四、教学策略选择与设计 引导探究策略：探讨式学习和教师启发引导。 自主合作探究式学习策略：建立小组讨论、交流、合作的课堂氛围。 情景创设策略:运用已有的物理知识,设计问题,组织教学内容，提出启发性的引申问题，激发学生的学习兴趣，积极参与讨论、总结、探究的学习当中。 五、教学资源与工具设计 人教版新课标教材高中物理必修2 人教版新课标教材高中物理必修2教师教学用书 专门为本课设计的多媒体课件 多媒体教学平台 六、教学过程 2019-2020年高中物理 6.5万有引力应用二：宇宙航行（环绕模型）学案新人 教版必修2 【学习目标】 1、知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因。 2、掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度。 3、能用所学知识求解卫星基本问题。 【学习重点】 知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运行的原因。【学习难点】 1、人造卫星运转的环行速度与卫星发射速度的区别。 2、用所学知识求解卫星基本问题。 【学习过程】 学习任务1：宇宙速度 回顾、交流、讨论： 由平抛物体的运动规律知：x=v0t①h= ② 联立①、②可得：x=v0 即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远。 当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。（此时地球对物体的引力用来充当物 体绕地球运转的向心力） 类比：由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来。 分析：卫星绕地球运转时做匀速圆周运动，此时的动力学方程是：G 近地卫星在h=100∽200km的高度飞行，与地球半径R=6400km相比，完全可以说是在“地面附近”飞行，可以用地球半径R近似代表卫星到地心的距离r。 3 ==⨯ 7.910/ m s 此时因为r为最小值，所以v为最大值，向高轨道发射卫星时，火箭须克服地球对它的引力而做更多的功，对火箭的要求更高一些，所以比较困难。 结论：为最小的发射速度，同时为最大的运行速度，称作第一宇宙速度 第二宇宙速度和第三宇宙速度的概念。 迁移：如何在其他星球上发射卫星，如何理解其他星体的第一宇宙速度。宇宙航行高一物理下册同步分类专题教案(人教版2019必修第二册)
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