宇宙航行新导学案.pdf

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1、6.5宇宙航行导学案李鑫锐班级姓名【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.记住三个宇宙速度的含义和数值3.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..卫星变轨问题【学习重点】第一宇宙速度的推导过程和方法。【学习难点】1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。【知识链接】向心力表达式：F===n=【学习内容】牛顿的思考：从高山上水平抛出一物体，速度一次比一次大，落地点也会一次比一次远，如果速度足够大，物体就不在落回地面，将运动，成为

2、。1规律探究：宇宙速度（1）.第一宇宙速度叫做第一宇宙速度。推导：方法一：设地球质量为M，半径为R，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度（第一宇宙速度）为v。飞行器运动所需的向心力是由1提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离，根据牛顿第二定律得方程：，可解出v=_____=_____km/s。1方法二：物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力，所以，解得v=_____=_____km/s。1（2）．第二宇宙速度，是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，是在地球上发射

3、绕太阳运行或飞到其他行星上去的飞行器的最小发射速度。其值为：v=________。2（3）第三宇宙速度：是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的最小发射速度。其值是v=_________。3例、若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，这行星的第一宇宙速度约为（）A.16km/sB.32km/sC.4km/sD.2km/s2.人造地球卫星思考讨论：a.卫星绕地球做匀速圆周运动时，是什么力提供向心力？，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆周运动的向

4、心力方向始终指向圆心，b.所以卫星做圆周运动的圆心和地球的地心有什么关系？这样就存在三类人造地球卫星轨道：①赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；②极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。思考与讨论：1、请大家看下面的几条卫星轨道，试判断哪几条是可能的，哪几条是不可能的？DCBA2.地球有很多人造地球卫星，这些卫星有快有慢，如果卫星的运动是匀速圆周运动：（1）它们的运行的线速度与什么有关？说明：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度，是近地卫星

5、的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度。（2）它们的角速度与什么有关？（3）它们的周期与什么有关？（4）它们的的向心加速度与什么有关？讨论：如果卫星绕地球做匀速圆周运动，那么卫星的圆周运动半径越大，线速度越；角速度越；周期越；向心加速度越。(填“大”或“小”)与卫星质量关。(填“有”或“无”)例1、如图所示，m>m>m>m，试比较四颗卫星的线速度、12341角速度、周期及加速度的大小关系。23【当堂检测】41．关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是（）A．它是人造卫星绕地球运行的最小速度B．它是人造卫星绕地球运行的最大速度C．

6、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度D．它是能使卫星进人近地圆形轨道的最小发射速度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3．有两颗质量相同的人造卫星A、B，其轨道半径R∶R＝1∶4，那么下列判AB断中正确的有()A．它们的运行周期之比T∶T＝1∶4ABB．它们的运行线速度之比v∶v＝4∶1ABC．它们所受的向心力之比F∶F＝4∶1ABD．它们的运行角速度之比ω∶ω＝8∶1AB三.同步卫星卫星环绕地球的角速度与地球自转的周期相同，相对

7、于地面静止，因此从地球上看它总在某地的正上方，因此叫做地球同步卫星。1.各个国家发射的同步卫星距离地面高度是否相同？为什么？2.同步卫星是否会发生碰撞？为什么？总结：同步卫星的特点：1）、定周期：T=24h（2）、定轨道：地球同步卫星在通过赤道的平面上运行，（3）、定高度：离开地面的高度h为定值，约为地球轨道半径的6倍。h=36000千米（4）、定速率：所有同步卫星环绕地球的速度都相同。V=3千米/秒教师介绍地球同步卫星的第五个特点：（5）、定点：每颗卫星都定在世界卫星组织规定的位置上。练习：关于地球同步卫星的下述说法中，

8、正确的是（）A.同步卫星要和地球自转同步，它离地面的高度和环行速度都是确定的B.同步卫星的角速度和地球自转角速度相同，但同步卫星的高度和环行速度可以选择C.同步卫星在地球上空的纬度可以选择D.同步卫星的轨道在地球赤道面内补充：卫星变轨问题发射同步卫星时，可以先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周