2019-2020年高中物理 3.4人造卫星 宇宙速度学案教科版必修2

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1、2019-2020年高中物理3.4人造卫星宇宙速度学案教科版必修2【预习目标】1、正确理解人造卫星作圆周运动时，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。3、通过了解万有引力定律在天文学上的重要应用，体会科学定律对人类认识世界的作用。【预习自测】一.人造地球卫星卫星地球做匀速圆周运动时，是__________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______，所以卫星圆周运动的圆心和地球的地心_______。这样就存在三类人造地球卫星轨道(如图)。对于卫星的速度要区分发射速度和运行速度：__

2、____速度是指将卫星发射到空中的过程中，在地面上卫星必需获得的速度才能将卫星绕地球做匀速圆周运动。_______速度是指卫星在正常轨道上运动时的速度，如果卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力____________，得_v=_________，可见，轨道半径越大，卫星的运行速度越____。实际上卫星从发射到正常运行中间经历了一个调整、变轨的复杂过程。同步卫星，是指相对于地面______的卫星。同步卫星必定位于赤道轨道，周期等于地球自转周期。知道了同步卫星的周期，就可以根据万有引力定律、牛顿第二定律和圆周运动向心加速度知识，计算同步卫星的高度、速度等有关数据。2

3、．第一宇宙速度的推导【我思我疑】______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【典型例题】：例：（2003年全国高考理综）无人飞船“神舟二号”曾在离地面高度H=3.4×105m的圆轨道上运行了47h，求这段时间里它绕地球多少周？（地球半径R=6.37×

4、106m，重力加速度g=9.8m/s2）【当堂训练】　1．设人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越高，则卫星（）　　A．速度越大B．角速度越小　　C．向心加速度越大D．周期越长　　2．地球半径为R，地面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同步卫星离地面的高度为h，则地球同步卫星的线速度大小为()A．B．C．D．以上均错　　3．关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）　　A．已知它的质量为m，若增为2m，同步轨道半径将变为原来的2倍　　B．它的运动速度应为第一宇宙速度　　C．它可以通过北京的正上方　　D．地球同步卫星的轨道是惟一的——赤道上方一定高度处人造卫星宇

5、宙速度【巩固练习】1．关于宇宙速度，下列说法正确的是（）A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度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．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A．它的速度小于7.9km/sB．它的速度大于7.9km/sC．它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重

6、合D．每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的4．人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是()A.速度减小，周期增大B.速度减小，周期减小C.速度增大，周期增大D.速度增大，周期减小5．已知近地卫星的速度为7.9km/s，月球质量是地球质量的1/81，地球半径是月球半径的3.8倍。则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度是多少？6．1970年4月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星向全世界播送“东方红”乐曲。已知卫星绕地球一圈所用时间T=114分钟，地球半径R=6400

7、km，地球质量M=6×1024kg。试估算这颗卫星的离地平均高度。7．某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以加速度a=g/2随火箭向上加速上升的过程中，物体与卫星中的支持物间的压力为90N，地球半径为R0=6.4×106m，取g=10m/s2。求此时卫星离地球表面的距离。