6、3宇宙航行导学案

宇宙航行导学案

高一物理统一导学案

编写人：解卫雅 审核人：高一物理 编写时间：2012、03

§6.3 宇宙航行

【学习目标】

1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；

2.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点；

4. 培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质．特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦．

【复习与课前预习】

1、 万有引力公式：__________________

2.、 黄金代换公式：_________________

3、 第一宇宙速度的大小是第二宇宙速度的大小是________;第三宇宙速度是__________;

通过预习，你觉得本节中的困惑是什么?_________________________________ ____________________________________________________________________

【课堂点拨与交流】

一）宇宙速度

1、第一宇宙速度的大小为__________,它是卫星________的环绕速度，也是卫星发射的_________速度；

2、第二宇宙速度的大小为_______,它又叫脱离速度，它表示的意思为：当发射速度_____时，就会克服______的引力，离开地球，成为绕_______飞行的人造卫星或飞到其他星球上;

3、第三宇宙速度又叫逃逸速度，大小为________,它表示为当发射速度大于_____时，物体会挣脱_______的束缚，飞到太阳系外，

注：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。

例1、关于第一宇宙速度，下列说法错误的是 （ ）

A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度；

B、它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；

C、它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度；

D、它是卫星在椭圆轨道运行时近地点的速度；

二）人造地球卫星

1、近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_________,也是卫星的_______环绕速度，

2、同步卫星：其特点是：

①周期_____地球自转周期；T=24h;

②角速度_____地球自转角速度；

③轨道平面与赤道平面______;

④所有同步卫星的轨道半径都______,他们距地面的高度_______，即他们处在______轨道上；

★ 如何正确的理解人造卫星的运行规律？

（1）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式为：___________=ma=_________=_______=_______;

①a=_______,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；

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②v=________,随着轨道半径的增大，卫星线速度 ；

③w=________,随着轨道半径的增大，卫星的角速度 ；

④T=_________,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期 ，近地卫星的周期约为84.4min，其他卫星的周期都大于这个数值；

（2）所有卫星的轨道平面都应

（3）人造卫星的超重与失重

①人造卫星在发射，有一段加速运动；在返回时，有一段减速运动，这两个过程的加速度方向都是向上的，因而是 状态；

②卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于 状态；因而与重力有关的仪器均不能使用，与重力有关的实验不能进行。

如： 、 、

例2、如图所示，a、b、c

量相等且小于c的质量，则 （ ） A、b所需的向心力最小； 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的加速度； D、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；

针对练习1、假如一做匀速圆周运动的人造卫星的轨道

半径增加到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（ ）

A、根据公式v=rw可知卫星的线速度增加为原来的2倍；

B、根据公式F=mv2/r可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2;

C、根据公式F=GMm/r2可知地球提供的向心力将减为原来的1/4;

D、根据上面B、C中的公式，卫星运行的线速度将减小为原来的2/2；

2、地球和月球的质量之比为81：1，半径之比为4：1，求：

（1）地球和月球表面的重力加速度之比？

（2）在地球上和月球上发射卫星所需要的最小速度之比？

三）卫星变轨

当卫星由于某种原因速度突然改变时，

(1)、当卫星的速度突然增加时，F MV2

R,即万有引力不足以提供向心力，卫

星将做_________运动，轨道半径变_____，但一旦进入新的轨道运行由

v GM

R知其运行速度要_____。

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(2)、当卫星的速度突然减小时，F MV2

R，即万有引力大于卫星所需的向心力，

v GM

R卫星将做_________运动，轨道半径变_____，进入新的轨道运行时由

其运行速度将_____。 知

例3、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，说法正

确的是（ ）

A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1的速率；

B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度； C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上

经过Q点时的加速度；

D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上

经过P点时的加速度；

四）经典力学的局限性

1、经典力学在______、_________、_______范围取得巨大成就；

2、经典力学的适用范围：只适用于 运动，不适用于运动；只适用于 世界，不适用于 世界。

例4、下列说法正确的是（ ）

A、牛顿运动定律就是经典力学；B、经典力学的基础是牛顿运动定律；

C、牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题；

D、经典力学可以解决自然界中的所有问题

【课外反馈与演练】

1、2宇宙飞船和空间站在同一轨道上运行，若飞船与前面的空间站

对接，飞船为了追上空间站，可以采取下列方法是（ ）

A、飞船加速直到追上空间站，完成对接；

B、飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接；

C、飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接；

D、无论如何都追不上空间站；

3、地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下列说法正确的是（ ）

A、它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值；

B、它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定值；

C、它只能在赤道正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值；

D、它只能在赤道的正上方，且离地心的距离时一定的；

4、2005年10月12日，我国成功的发射了搭载两名宇航员的“神舟六号”飞船，飞船轨道高度为343km，周期约为90分钟，在飞船进入圆形轨道飞行时，它的线速度大小是（ ）

A、等于7.9km/s B、介于7.9km/s和11.2km/s之间

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C、小于7.9km/s D、介于7.9km/s和16.7km/s之间

5、人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，关于其各物理量间的关系，下列说法正确的是（ ）

A、半径越大，速度越小，周期 …… 此处隐藏：2607字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……