2014 高中物理 §6.5.1 宇宙航行导学案 新人教版必修 2自主学习：一、牛顿的设想1、人造卫星绕地球运行的动力学原因是什么？人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由 提供。2、人造卫星的运行速度。设地球质量为 M，卫星质量为 m，轨道半径为 r，由于万有引力提供向心力，则人造卫星的运行速度表达式： 3、角速度和周期与轨道半径的关系呢？二、宇宙速度1、第一宇宙速度⑴ 推导：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？已知地球半径为 6370km。⑵ 意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近 的速度，所以也称为环绕速度。2、第二宇宙速度大小： 意义：使卫星挣脱 的束缚，成为绕 运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。（3）第三宇宙速度。大小： 。意义：使卫星挣脱 束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。【注意：不同的星球所对应的三个宇宙速度会与地球的宇宙速度不同。】合作探究1、有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运行，已知它们的轨道半径之比 r1：r2＝4：1，求这颗卫星的：⑴ 线速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比。反思纠错12、地球半径为 6400km，在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为 7.9×103m/s，则周期为多大？思考：能否发射一颗周期为 80min 的人造地球卫星并说明原因？目标检测1、如图所示，a、b、c 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a 和 b 的质量相等且小于 c 的质量，则 ( )A．b 所需向心力最小B．b、c 的周期相同且大于 a 的周期C．b、c 的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于 a 的线速度 2、两个质量相等的人造地球卫星 a、b 绕地球运行的轨道半径 ra=2rb，下列说法中正确的是：( )A、由公式 F=可知，卫星 a 的向心力是 b 的 1/2 B、由公式 F=G可知，卫星 a的向心力是 b 的 1/4 C、由公式 F=m可知，卫星 a 的向心力是 b 的 2 倍，D、以上说法都不对。 3. 如图所示,a、b 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,它们距地面的高度分别是 R 和 2R(R 地球半径).下列说法中正确的是( ) A.a、b 的线速度大小之比是 ∶1 B.a、b 的周期之比是 1∶2 C.a、b 的角速度大小之比是 3 ∶4 D.a、b 的向心加速度大小之比是9∶42困惑问题： 3
