2019-2020年高中物理《6.5 宇宙航行》第2课时导学案新人教版必修2

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1、2019-2020年高中物理《6.5宇宙航行》第2课时导学案新人教版必修2【学习目标】1.理解三个宇宙速度的意义，知其大小.2.认识人造地球卫星的运行规律,会计算有关量.3.了解人类航天事业的发展,树立探索太空科学的信念.【自主学习】1.地球对周围的物体由万有引力的作用，因而抛出的物体要落回地球.但是抛出的初速度越大,物体就会飞得越远.如果没有障碍物,当速度足够大时,物体就不会落到地面上,将围绕地球运转,成为一颗绕地球运动的卫星。2.第一宇宙速度的表达式是,如果地面附近物体与地球间的万有引力近似等于重力,则第一宇宙速度还可表示为,其值为7.9km/s.3.要使人造卫星绕地球运

2、行,它进入地面附近的轨道速度必需等于或大于7.9km/s，并且小于11.2km/s;要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，成为人造行星，必须使它的速度等于或大于11.2km/s；要想使它飞到太阳系以外的地方去，它的速度必须等于或大于16.7km/s.4.由G＝m得v＝由G＝mω2r得ω＝由G＝m（）2r得T＝2π由G＝man得an＝第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，也是卫星最大的环绕速度。【合作探究】一、第一宇宙速度1.把一石块从一高山上水平抛出，抛出速度越大，石块落地越远，那么石块至少以多大的速度抛出才不会落回地面而在地面附近绕地球做匀速圆周运动呢？试在下面两种情况下推导。（

3、1）已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G（2）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g2.仔细阅读课本，用自己的话对第二宇宙速度和第三宇宙速度进行描述。二、人造地球卫星1．人造地球卫星的运行轨道是怎样的？圆和椭圆2．设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r。试根据动力学规律和圆周运动的公式推导人造卫星的线速度、角速度和周期，并说明这些物理量与轨道半径有什么关系。3为什么我们看到人造地球卫星里面的所有东西都是“悬浮”状态？是不受地球引力作用吗？三、地球同步卫星1．什么是地球同步卫星？地球同步卫星，是指相对于地面静止、运行周期与地球自转周期相同的卫星，这种卫星一般用

4、于通信，又叫同步通信卫星。2.地球同步卫星运行的轨道、周期、线速度、角速度有什么特点？[来①所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度v、角速度ω及向心加速度a的大小均相同。②所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止。[学习笔记]v2v3v4v1QPⅠⅢⅡ四、卫星变轨1.如图，卫星发射时往往是先发射到低轨道，然后再从低轨道变到高轨道，卫星要从轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ，需要如何操作？卫星要从从轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ，需要如何操作？2.v1是轨道Ⅰ上的环绕速度，v2是从轨道Ⅱ上P点速度，v3轨道Ⅱ上Q点速度，v4是轨道Ⅲ上的环绕速度，试比较v1、v2、v

5、3、v4的大小。3.如果是卫星回收，从高轨道变到低轨道又该如何操作？结合上图说明。【课堂检测】1.关于第一宇宙速度，以下说法中正确的是(　　)A．它是人造卫星绕地球飞行的最小速度B．它是地球表面附近发射人造卫星的最大发射速度C．它是人造卫星在圆轨道上绕地球飞行的最大速度D．它是使卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度2.人造地球卫星的轨道半径越大，则（）A.速度越小，周期越小B.速度越小，周期越大C.速度越大，周期越小D.速度越大，周期越大b地球ac3.如图所示，a、b、c是地球大气层外圆轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等且小于c的质量，则（）A.b所需向心力最小B.b、c的周

6、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的向心加速度D.b、c的线速度大小相等，且小于周期a的向心加速度4．对于地球同步卫星的认识，正确的是(　　)A．它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同，卫星的加速度为零B．它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止C．不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行D．它们可在我国北京正上空运行，故用于我国的电视广播5.据报道，我国数据中继卫星“天链—号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空。经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同

7、步轨道。关于成功定点后的“天链—号01星”，下列说法正确的是（）A.运行速度大于7.9km/sB.离地面高度一定，相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球的向心加速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等6.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,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）123PQA.卫星在轨道3上的速率大于在轨