高中物理 第7章 万有引力与宇宙航行 4 宇宙航行学案 新人教版必修第二册-新人教版高中必修第二册物理学案

4．宇宙航行学习目标：1.[科学思维]了解人造地球卫星的最初构想，会推导第一宇宙速度。 2.[科学思维]知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。 3.[科学思维]了解发射速度与环绕速度的区别与联系，理解天体运动中的能量观。 4.[科学态度与责任]了解宇宙航行的历程和进展，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。阅读本节教材，回答第 59 页“问题”并梳理必要知识点。教材第 59 页“问题”提示：这个速度是 7.9 km/s。一、宇宙速度1．第一宇宙速度(1)物体绕地球速度推导：物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，有 G＝m，由此解出 v＝(m 地为地球质量，r 为物体做圆周运动的轨道半径)。(2)数值：已知地球的质量，近似用地球半径 R 代替 r，算出 v＝＝7.9 km/s ，这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。第一宇宙速度的其他三种叫法：最小发射速度、最大环绕速度、近地绕行速度。2．第二宇宙速度当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s 叫作第二宇宙速度。3．第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于 16.7 km/s ，这个速度叫作第三宇宙速度。图解三个宇宙速度二、人造地球卫星载人航天与太空探索1．同步卫星：地球同步卫星位于赤道上方高度约 36 000 km 处，因相对地面静止，也称静止卫星。地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同。2．1957 年 10 月，苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。1969 年 7 月，美国“阿波罗 11 号”登上月球。2003 年 10 月 15 日，我国“神舟五号”把航天员杨利伟送入太空。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大。(×)(2)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是 10 km/s。(×)(3)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是 7.9 km/s。(√)(4)同步卫星可以“静止”在北京的上空。(×)2．中国计划于 2020 年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度( )A．等于 7.9 m/sB．大于 16.7 m/sC．大于 7.9 m/s 且小于 11.2 m/sD．大于 11.2 m/s 且小于 16.7...