高中物理 第七章 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-新人教版高一第二册物理学案VIP专享

宇宙航行核心素养目标物理观念知道三个宇宙速度及含义，了解卫星的分类。科学思维会推导第一宇宙速度，掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。科学态度与责任了解人类在宇宙探索方面的重要成就，培养应用物理规律造福人类的意识。知识点一 宇宙速度[观图助学] 水平速率 v1不够大，因此炮弹将落到地上。当炮弹具有更大的初速度 v2时，将飞得更远。当炮弹的水平速率 v3足够大时，炮弹将环绕地球运动。1.环绕速度一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球的质量为 m 地，卫星的质量为 m，向心力由地球对它的万有引力提供，即 G＝m，则卫星在轨道上运行的线速度 v＝。2.第一宇宙速度(1)定义：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。(2)大小：v＝7.9 km/s。3.第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果速度大于 7.9_km/s，又小于 11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。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。4.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。[思考判断](1)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度。(√)(2)当发射速度 v＞7.9 km/s 时，卫星将脱离地球的吸引，不再绕地球运动。(×)(3)地球所有的卫星在轨道上的运行速度都为 7.9 km/s。(×)三个宇宙速度发射速度与环绕速度不同。发射速度是将卫星送入轨道，在地面上所必须获得的速度。环绕速度是卫星发射成功后，环绕地球运行时的速度。知识点二 人造地球卫星、载人航天与太空探索[观图助学]你知道哪些我国最近发射的人造卫星？它们是地球同步卫星吗？1.人造地球卫星(1)1957 年 10 月 4 日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。1970 年 4 月 24 日，我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功。(2)地球同步卫星(ⅰ)概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星。(ⅱ)特点：六个“一定”① 转动方向一定：和地球自转方向一致；② 周期一定：和地球自转周期相同，即 T＝24 h；③ 角速度一定：等于地球自转的角速度；④ 轨道平面一定：所有的同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必须与赤道平面重合；⑤ 高度一定：离地面高度固定不变(约 3.6×104 km)；⑥ 速率一定：...