山东省淄博市淄川般阳中学高中物理《宇宙航行》学案 新人教版必修2.doc

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1、山东省淄博市淄川般阳中学高一物理《宇宙航行》学案新人教版必修2【学习目标】1.了解人造卫星的有关知识。知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。2.通过实例，了解人类对太空的探索过程。【学习重点】第一宇宙速度的推导，了解第二、第三宇宙速度。【学习难点】运行速率与轨道半径之间的关系。学情调查、情境导入1．复习万有引力定律的表达式：2、复习向心力的表达式：问题展示、合作探究一、牛顿的设想引导1：牛顿对人造卫星原理是怎样描绘的？引导2：人造卫星绕地球运行的动力学原因。人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由__提供。引导3：人

2、造卫星的运行速度。设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则人造卫星的运行速度表达式：引导4：角速度和周期与轨道半径的关系呢？二、宇宙速度（1）第一宇宙速度问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？(地球半径为6400km,地球质量为5.98×1024kg)结论：如果发射速度小于，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于，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。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附

3、近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为速度。（2）第二宇宙速度大小。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，也称为速度。注意：发射速度大于，而小于，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。（3）第三宇宙速度大小意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。注意：发射速度大于，而小于，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。三、同步卫星同步卫星具有几个特点？______________________________

4、_________________________________________【例题1】有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运行，已知它们的轨道半径之比r1：r2＝4：1，求这颗卫星的：⑴线速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比。【例题2】能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星并说明原因？达标训练、巩固提升A1、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A2．关于人造卫星，下列说法中不可能的是()A．人造卫星环绕地球运行的速率是7．9km／sB．人造卫星环绕地球运行

5、的速率是5．0km／sC．人造卫星环绕地球运行的周期是80minD．人造卫星环绕地球运行的周期是200minA3．人造地球卫星围绕地球作匀速圆周运动，其速率（）A.一定等于7.9B.一定大于7.9C.等于或小于7.9D.介于7.9～11.2之间B4．两个质量相等的人造地球卫星a、b绕地球运行的轨道半径ra=2rb，下列说法中正确的是：()A、由公式F=可知，卫星a的向心力是b的1/2，B、由公式F=G可知，卫星a的向心力是b的1/4，C、由公式F=m可知，卫星a的向心力是b的2倍，D、以上说法都不对。B5．有两颗质量相同的人造卫星A、B，其轨道半径分别为RA、RB

6、，RA∶RB＝1∶4，那么下列判断中正确的有()A．它们的运行周期之比TA∶TB＝1∶4B．它们的运行线速度之比vA∶vB＝4∶1C．它们所受的向心力之比FA∶FB＝4∶1D．它们的运行角速度之比ωA∶ωB＝8∶1知识梳理归纳总结预习指导、新课链接复习本章内容