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时间:2020-08-29
《高一物理:宇宙航行学案人教新课标版必修2.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、6.5宇宙航行(学案)一、学习目标1.了解人造卫星的有关知识2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。二、课前预习1、设天体A绕天体B做匀速圆周运动,则天体A的线速度、角速度、周期DC及加速度的大小分别由哪些量决定?B2、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?并总结卫星轨道的特点。A3、关于发射卫星的问题,牛顿在思考万有引力定律时就曾想过,从高山上水平抛出物体,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。如图。请你替牛顿算一算,需要多大的速度物体才
2、能不落回地球,而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运动?4、为什么抛出速度小于7.9km/s时物体会落到地面上,而不会做匀速圆周运动呢?5、如果抛出速度大于7.9km/s呢?6、通过刚才的计算我们知道7.9km/s的速度是卫星在地球表面运动时的速度,即近地卫星的速度。实际应用中的近地卫星在100~200km的高度飞行,与地球半径6400km相比,完全可以说是在“地面附近”飞行,可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r即轨道半径。7、比近地轨道外层轨道上的卫星的线速度与7.9km/s相比是大还是小呢?8、如果要将卫星发现到外层轨道,发射速度应该比7.9km/s
3、大还是小呢?9、第一宇宙速度是的环绕速度,同时也是的发射速度。(“最大”或“最小”)10、什么是同步卫星?同步卫星有哪些特点?几颗同步卫星就能实现全球通信?三、经典例题例1、如图所示,m1m2m3m4,试比较四颗卫星的线速度、角速度、周期及1加速度的大小关系。2例2、可发射一颗人造卫星,使其圆轨道满足下列条件()3A、与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆B、与地球表面上某一经度线是共面的同心圆4C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的例3、我国自行研制的“风云一
4、号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道平面垂直,周期是12h;“二号”是地球同步卫星。两颗卫星相比号离地面较高;号观察范围较大;号运行速度较大。若某天上午8点“风云一号”正好通过某城市的上空,那么下一次它通过该城市上空的时刻将是。例4、假设地球质量不变,而地球半径增大到原来的2倍,那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度为原来的()倍2A2B2C1D22例5、同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星()A.它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同的值B.它可以在地面上任一点的正下方,但
5、离地心的距离是一定的C.它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方,但离地心的距离是一定的四、巩固练习1、假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动,则在空间站上,下列实验不能做成的是:()A、天平称物体的质量B、用弹簧秤测物体的重量C、用测力计测力D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强2、月球的质量约为地球的1/81,半径约为地球半径的1/4,地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,则月球上第一宇宙速度为多少?3、人造地球卫星与地面的距离为地球半径的1.5倍,卫星正以角速度ω做匀速圆周运动,地面的重力加速度为g,R、
6、、g这三个物理量之间的关系是()22g2g33g25gA:55RB:5RC:22RD:52R4、下列关于地球同步卫星的说法中正确的是:()A、为避免通讯卫星在轨道上相撞,应使它们运行在不同的轨道上B、通讯卫星定点在地球赤道上空某处,所有通讯卫星的周期都是24hC、不同国家发射通讯卫星的地点不同,这些卫星的轨道不一定在同一平面上D、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的,加速度的大小也是相同的。a2b2c5、地球同步卫星到地心的距离r可由r32求出,已知式中a的单位是m,b42的单位是s,c的单位是m/s,则:()A.a是地球半径,b是地球自转的周期,
7、C是地球表面处的重力加速度;B.a是地球半径。b是同步卫星绕地心运动的周期,C是同步卫星的加速度;C.a是赤道周长,b是地球自转周期,C是同步卫星的加速度D.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,C是地球表面处的重力加速度。答案例1v1v3v2v4,1324,T2T4T1T3,a1a3a2a4例2CD例3二号,一号,一号,第二天上午8点例4B例5D练习1ABD20.44km/s3A4BD5AD
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