遼寧省沈陽市二十一中高中物理 宇宙速度導學案 新人教版必修

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1、 遼寧省沈陽市二十一中高中物理 宇宙速度導學案 新人教版必修2 【使用說明】1、認真閱讀教材內(nèi)容，按層次完成自學部分； （☆☆為跳高題、☆為跑步題、無☆為走路題） 2、通過自學初步完成探究部分，標好疑點，以備展示、討論。 【學習目標】 1、 了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想。 2、 會解決涉及人造地球衛(wèi)星的簡單問題。 3、 知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度。 4、 知道衛(wèi)星變軌的過程及方式。 5、 知道衛(wèi)星軌道理解地球同步衛(wèi)星的軌道和運行狀態(tài)。 6、 會計算地球同步衛(wèi)星的軌道半徑、高度、加速度等參量。 【自主學習】閱讀教材第六章第五節(jié)《宇宙航行》內(nèi)容，完成自主學習部

2、分。 復習：行星圍繞恒星運動或衛(wèi)星圍繞行星運動由 充當向心力？ 由該公式我們可以推導出哪些物理量？ 一、 飛行器的發(fā)射 思考：在地球表面附近將物體以初速度v水平拋出，速度越大落地點到拋出點的水平距離越 。如果速度v增大到某一數(shù)值，物體就不在落回到地面，而圍繞地球 ，成為地球的一顆 。由 充當向心力。 接下來我們推導使物體不落回地面的最小發(fā)射速度。 1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度） F萬 = Fn ∵ =

3、 ∴V= ∵黃金代換式： ∴V= VⅠ是飛行器在地球表面做勻速圓周運動的速度，也是 發(fā)射速度。稱之為第一宇宙速度。 2、第二宇宙速度（脫離速度） 在地面附近發(fā)射飛行器，如果速度大于7.9km/s而小于11.2km/s，它繞地球運行的軌跡不是 而是 。當物體速度等于或大于11.2km/s時，它會克服地球引力束縛，永遠離開地球。 第二宇宙速度VⅡ= 三個宇宙速度 3、第三宇宙速度（逃逸速度） 如果物體在地面附近發(fā)射速度大于

4、或等于16.7km/s，它就會 。 第三宇宙速度VⅢ= 4、 發(fā)射過程的超重失重 載人飛行器加速上升過程中，飛行員處于 狀態(tài)。 1 / 4 載人飛行器進入軌道后，飛行員處于 狀態(tài)。 載人飛行器減速下降過程中，飛行員處于 狀態(tài)。 二、衛(wèi)星問題 1、衛(wèi)星變軌問題 衛(wèi)星在地球表面附近以 發(fā)射進入近地圓軌道， 點點火加速，進入 軌道 點再次點火加速，進入 軌道。 P Q 1 2 3 衛(wèi)星變

5、軌問題 甲乙 乙 軌道對接 2、 軌道對接 可以先將乙發(fā)射到 （高、低）軌道，然后再 （加速、減速）使之對接成功。 思考：觀察圖片，怎樣實現(xiàn)衛(wèi)星奔月？ 3、地球衛(wèi)星軌道 （1）、形狀是 或 。 （2）、軌道位置 4、地球同步衛(wèi)星 1、概念： 。 2、軌道：

6、 。 根據(jù)F萬=Fn（如何計算出軌道半徑r、衛(wèi)星距地面高度h、運行速度v、向心加速度a） 【合作探究】小組探究，統(tǒng)一答案，進行分組展示?！顬閷W科負責人展示。 1. 聶海勝、費俊龍乘坐的神州六號宇宙飛船，在飛船豎直向上發(fā)射時的加速階段、進入軌道繞地球做勻速圓周運動的階段和返回地球時豎直向下減速運動階段分別處于什么狀態(tài)： Ａ、超重、完全失重、失重 Ｂ、超重、完全失重、超重　 Ｃ、超重、失重、完全失重　 Ｄ、失重、完全失重、超重 2．地球表面的重力加速度約為月球表面重力加

7、速度的6倍，地球的半徑約為月球半徑的3.6倍. 若從地球表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為v1，從月球表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為v2，則v1:v2約為 A．1 B．3 C．5 D．7 3．把火星和地球都視為質(zhì)量均勻分布的球體。已知地球半徑約為火星半徑的2倍，地球質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍。由這些數(shù)據(jù)可推算出 A．地球表面和火星表面的重力加速度之比為1：50 B．地球表面和火星表面的重力加速度之比為10：1 C．地球和火星的第一宇宙速度之比為 D．地球和火星的第一宇宙速度之比為 4. 我國第一顆繞月探測衛(wèi)星——“嫦娥一號”于2007

8、年10月24日發(fā)射升空，是繼人造地球衛(wèi)星和載人航天之后，我國航天事業(yè)發(fā)展的又一個里程碑。設(shè)該衛(wèi)星貼近月球表面的軌道是圓形的，且已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運行的速率約為 A．1.8km/s B．11km/s C．17km/s D．36km/s 【課堂檢測】此部分不可提前完成，不可討論完成。 1. 地球的第一宇宙速度為若某行星質(zhì)量是地球質(zhì)最的4倍，半徑是地球半徑的一半該行星的第一宇宙速度為 A．2 B． C． D．4 2. 我國最近發(fā)射

9、的探月衛(wèi)星“嫦娥1號”. 第三階段該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81，月球半徑約為地球半徑的1/4，地球上的第一宇宙速度為 7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運行的速率約為 A．0.4km/s B．1.8km/s C．11km/s D．36km/s 3. 已知地球的半徑R=6.4106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2，萬有引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2。由此推導并估算：（把結(jié)果只保留一位有效數(shù)字即可） （1）地球的質(zhì)量M約為多少？ （2）環(huán)繞衛(wèi)星的最大線速度約為多少？ 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！