高中物理 6.3 宇宙航行学案 新人教版必修2

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1、高中物理必修二6.3宇宙航行（1）【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.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点；4.培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质．特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦．【复习与课前预习】1、万有引力公式：__________________2.、黄金代换公式：_________________3、第一宇宙速度的大小是______;第二宇宙速度的大小是________;第三宇宙速度是__________;通过预习，你觉得本节中的困惑是什么?____________________________

2、_________________________________________________________________________【课堂点拨与交流】一）宇宙速度1、第一宇宙速度的大小为__________,它是卫星________的环绕速度，也是卫星发射的_________速度；2、第二宇宙速度的大小为_______,它又叫脱离速度，它表示的意思为：当发射速度_____时，就会克服______的引力，离开地球，成为绕_______飞行的人造卫星或飞到其他星球上;3、第三宇宙速度又叫逃逸速度，大小为________,它表示为当发射速度大于_____时，物体会挣脱_______

3、的束缚，飞到太阳系外，注：不同的星球所对应的三个宇宙速度会与地球的宇宙速度不同。例1、关于第一宇宙速度，下列说法错误的是（）A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度；B、它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；C、它是能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运行时近地点的速度；二）人造地球卫星1、近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_________,也是卫星的_______环绕速度，2、同步卫星：其特点是：①周期_____地球自转周期；T=24h;②角速度_____地球自转角速度；③轨道平面与赤道平面______;④所有同步卫星的轨道半径都______

4、,他们距地面的高度_______，即他们处在______轨道上；★如何正确的理解人造卫星的运行规律？（1）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式为：___________=ma=_________=_______=_______;①a=_______,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；②v=________,随着轨道半径的增大，卫星线速度；③w=________,随着轨道半径的增大，卫星的角速度；④T=_________,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期，近地卫星的周期约为84.4min，其他卫星的周期都大于这个数值；（2）所

5、有卫星的轨道平面都应（3）人造卫星的超重与失重①人造卫星在发射，有一段加速运动；在返回时，有一段减速运动，这两个过程的加速度方向都是向上的，因而是状态；②卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于状态；因而与重力有关的仪器均不能使用，与重力有关的实验不能进行。如：、、…bc地球a例2、如图所示，a、b、c是地球大气层外圆轨道上的三颗卫星，a、b的质量相等且小于c的质量，则（）A、b所需的向心力最小；B、b、c的周期相同且大于a的周期；C、b、c的向心加速度大小相等，且大于a的加速度；D、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；针对练习1、假如一做匀速圆周运动的人造卫星的轨道半

6、径增加到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（）A、根据公式v=rw可知卫星的线速度增加为原来的2倍；B、根据公式F=mv2/r可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2;C、根据公式F=GMm/r2可知地球提供的向心力将减为原来的1/4;D、根据上面B、C中的公式，卫星运行的线速度将减小为原来的/2；2、地球和月球的质量之比为81：1，半径之比为4：1，求：（1）地球和月球表面的重力加速度之比？（2）在地球上和月球上发射卫星所需要的最小速度之比？§6.3宇宙航行（2）三）卫星变轨当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运动。(1

7、)、当卫星的速度突然增加时，,即万有引力不足以提供向心力，卫星将做_________运动，轨道半径变_____，但一旦进入新的轨道运行由知其运行速度要_____。(2)、当卫星的速度突然减小时，，即万有引力大于卫星所需的向心力，卫星将做_________运动，轨道半径变_____，进入新的轨道运行时由知其运行速度将_____。321PQ例3、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行