高中物理 第六章 万有引力与航天 5 宇宙航行教学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教学案VIP专享

5 宇宙航行[学习目标] 1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.2.认识同步卫星的特点.3.了解人造卫星的相关知识和我国卫星发射的情况以及人类对太空的探索历程.一、宇宙速度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 12.三个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宙速度11.2 km/s使卫星挣脱地球引力束缚永远离开地球的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7 km/s使卫星挣脱太阳引力束缚飞到太阳系外的最小地面发射速度二、梦想成真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.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度.(√)(2)人造地球卫星的最小绕行速度是 7.9 km/s.(×)(3)要发射一颗人造地球卫星，发射速度必须大于 16.7 km/s.(×)2.已知月球半径为 R，月球质量为 M，引力常量为 G，则月球的第一宇宙速度 v＝________.答案 一、第一宇宙速度的理解与计算[导学探究] (1)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？(2)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)不同.由＝m 得，第一宇宙速度 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.(2)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.[知识深化]1.第一宇宙速度：第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的绕行速度.2.推导：对于近地人造卫星，轨道半径 r 近似等于地球半径 R＝6 400 km，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力，取 g＝9.8 m/s2，则3.推广由第一宇宙速度的两种表达式看出，第一宇宙速度的值由中心天体决定，可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度，都应以 v＝或 v＝表示，式中 G 为引力常量，M 为中心天体的质量，g 为中心天体表面的重力加速度，R 为中心天体的半径.4.理解(1)“最小发射速度”与“最大绕行速度”①“最小发射速度”：...