高中物理 第6章 万有引力与航天 第5节 宇宙航行 第6节 经典力学的局限性学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理学案

第 5 节 宇宙航行第 6 节 经典力学的局限性学习目标核心提炼1.了解人造卫星的有关知识。3 个速度——第一、二、三宇宙速度几个关系——线速度、角速度、周期与轨道半径的关系2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。3.正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。4.了解经典力学的局限性。一、宇宙速度阅读教材第 44 页“宇宙速度”部分，知道人造地球卫星的概念，初步了解人造地球卫星的动力学原理。1．牛顿的设想：如图 1 所示，把物体水平抛出，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。图 12．近地卫星的速度(1)原理：飞行器绕地球做匀速圆周运动，运动所需的向心力由万有引力提供，所以 m＝G，解得：v＝。(2)结果：用地球半径 R 代表近地卫星到地心的距离 r，可算出：v＝ m/s＝7.9 km/s。3．宇宙速度数值意义第一宇宙速度7.9 km/s卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇11.2 km/s使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度宙速度第三宇宙速度16.7 km/s使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度思维拓展1．在地球的周围，有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动，请思考：图 2(1)这些卫星的轨道平面有什么特点？(2)这些卫星的线速度、角速度、周期跟什么因素有关呢？2．不同天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？3．把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？答案 1.(1)轨道平面过地心(2)与轨道半径有关2．不同。由第一宇宙速度的计算式 v＝ 可以看出，第一宇宙速度的值取决于中心天体的质量 M 和半径 R，与卫星无关。3．越大。向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力。二、梦想成真阅读教材第 44～45 页“梦想成真”部分，了解人类迈向太空的重大历史事件。(1)1957 年 10 月 4 日苏联成功发射了第一颗人造地球卫星。(2)1961 年 4 月 12 日，苏联空军少校加加林进入东方一号载人飞船，铸就了人类进入太空的丰碑。(3)1969 年 7 月，美国阿波罗 11 号飞船登上月球。(4)2003 年 10 月 15 日，我国神舟五号宇宙飞船发射成功，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。思维拓展宇航员在太空中离开飞船后而不落回地面，是否是由于宇航员不再受到地球的引力作用？答案 不是。宇航员在太空中离开飞船后，依然绕地球运动，受到地球的引力提供向心力。三、经典力学的...