云南省高中物理 6.5宇宙航行学案 新人教版必修2

云南省高中物理 6.5 宇宙航行学案 新人教版必修 2一、学习目标1.了解人造地球卫星的最初构想.2.分析人造地球卫星的受力和运动情况.3.知道三个宇宙速度的含义和数值.4.会推导第一宇宙速度.二、问题与例题 问题 1.卫星的绕行线速度、角速度、周期与半径 r 的关系？问题 2.讨论天体（包括人造卫星）运动规律的基本思路？问题 3.什么叫宇宙速度？怎样推导第一宇宙速度？（2）说明：a、第一宇宙速度的大小 v1=7.9 km/s，它是发射卫星的最小速度，也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大运行速度.b、第二宇宙速度：v2≥11.2 km/s，又叫做地面附近的逃逸速度，即物体克服地球的引力，永远离开地球时的速度.c、第三宇宙速度：v3≥16.7 km/s，即物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的空间所必须具有的速度.例 1：若取地球的第一宇宙速度为 8 km/s，某行星的质量是地球的 6 倍，半径是地球的 1.5 倍，这行星的第一宇宙速度约 为（ ）A.16 km/s B.32 km /sC.4 km/s D.2 km/s解析： 由 G=m得 v=.因为行星的质量 M′是地球质量 M 的 6 倍，半径 R′是地球半径 R 的 1.5 倍.即 M′=6M，R′=1.5R 得：=2即：v′=2v=2×8 km/s=16 km/s.答案为 A.思维总结：计算第一宇宙速度有两种方法：（1）由 G=得：v=（2）由 mg=m得：v=.拓展练习 1-1： 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率 （ ）A.一定等于 7.9 km/s B.等于或小于 7.9 km/sC.一定大于 7.9 km/s D.介于 7.9 km/s 和 11. 2 km/s 之间例 2：已知 一颗近地卫星的周期为 5 100 s，今要发射一颗地球同步卫星，它距地面高度为地球半径的多少倍？解析： 对于近地卫星，根据万有引力提供向心力，有：G=m（）2R①1对于同步卫星有：G=m′（）2（R+h）②联立①②得：即-1又 T1=5 100 s，T2=24×3 600 s，所以=5.6.答案： 5.6 倍思维总结：地球所有的同步卫星轨道平面均在赤道平面内，同时轨道半径、环行速度运转周期均相同，并且 T=24 小时，h=3.6×104 km，v=3.08×103 m/s.拓展练习 2-1： 关于地球同步卫星的下述说法中，正确的是（ ）A.同步卫星要和地球自转同步，它离地面的高度和环行速度都是确定的B.同步卫星的角速度和地球自转角速度相同，但同步卫星的高度和环行速度可以选择C.同步卫星在地球上空的纬度可以选择D.同步卫星的轨道在地球赤道面内例 3：2005 年 10 月 12 日 9 时，是我国自主研制的“神...