高考物理 主题一 曲线运动与万有引力定律 第三章 万有引力定律 1.3.4 人造卫星 宇宙速度学案 教科版-教科版高三全册物理学案

1.3.4 人造卫星 宇宙速度学习目标核心凝炼1.了解人造卫星的有关知识。3 个速度——第一、二、三宇宙速度几个关系——线速度、角速度、周期与轨道半径的关系2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。3.正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。一、人造卫星[观图助学]我国宇航员翟志刚在太空中离开飞船后而不落回地面，是否是由于宇航员不再受到地球的引力作用？答案 不是。宇航员在太空中离开飞船后，依然绕地球运动，受到地球的引力提供向心力。1.卫星是一些自然的或人工的在太空中绕行星运动的物体。2.1895 年，俄国宇航先驱齐奥尔科夫斯基在《天地幻想和天球引力效应》论文中，率先提出制造人造地球卫星的设想。3.1957 年 10 月 4 日苏联成功发射了第一颗人造地球卫星。[理解概念]判断下列说法的正误。(1)发射人造地球卫星需要足够大的速度。(√)(2)卫星绕地球运行不需要力的作用。(×)(3)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大。(×)二、宇宙速度[观图助学]在一部叫《光速侠》的电影中，有一个叫 Daniel Light 的家伙，他拥有以光速奔跑的能力。根据所学物理知识分析，如果“光速侠”要以光速从纽约跑到洛杉矶救人，可能实现吗？答案 不可能实现。当人或物体的速度达到第二宇宙速度时，会脱离地球，到达外太空，即在地表运动的速度不能超过第一宇宙速度 7.9 km/s。三个宇宙速度数值意义第一宇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宙速度第二宇宙速度11.2 km/s使卫星挣脱地球引力束缚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的最小地面发射速度[理解概念]判断下列说法的正误。(1)第一宇宙速度是能使卫星绕地球运行的最小发射速度。(√)(2)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是 10 km/s。(×)(3)第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度。(×) 人造地球卫星[观察探究]地球上空分布着许多的同步卫星，在地面上的人看来，始终静止不动，请思考：(1)这些同步卫星是否就真的静止不动呢？(2)这些同步卫星有什么共同的特点呢？答案 (1)这些同步卫星都在绕地心做匀速圆周运动，地球的万有引力提供向心力。(2)卫星相对于地面静止，因此卫星绕地球运动的周期一定等于地球自转的周期。[探究归纳] 1.人造卫星的轨道：卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力提供向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，...