6.5宇宙航行教案.doc

第5節(jié) 宇宙航行（第1課時(shí)）【教學(xué)目標(biāo)】1 了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識2能運(yùn)用所學(xué)的知識解決人造衛(wèi)星的有關(guān)問題【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：第一宇宙速度的推導(dǎo)難點(diǎn)：人造衛(wèi)星的規(guī)律【新知梳理】1第一宇宙速度是指物體 繞地球做勻速圓周運(yùn)動 的速度，大小為 7.9 km/s ，也叫做 環(huán)繞速度 ； 2在地面附近發(fā)射飛行器，如果發(fā)射速度大于第一宇宙速度，而小于 11.2 km/s ，飛行器繞地球運(yùn)動的軌跡不是圓，而是 橢圓 ；當(dāng)物體的速度等于或大于 11.2 km/s 時(shí)，飛行器會克服地球引力，也就是地球?qū)︼w行器產(chǎn)生的引力小于飛行器繞地球做圓周運(yùn)動的向心力，它將永遠(yuǎn)離開地球，我們把這個(gè)速度叫做 第二宇宙速度 ；達(dá)到第二宇宙速度的物體還受到太陽的引力。在地面附近發(fā)射一個(gè)物體，要使物體掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外，必須使它的速度等于或大于 16.7 km/s ，這個(gè)速度叫做第三宇宙速度?！竞献鞴蔡?】宇宙速度的計(jì)算例1. 假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來半徑的2倍，那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的A.倍 B.倍 C.倍 D2倍答案：B【思路感悟1】宇宙第一速度的推導(dǎo)公式【檢測反饋1】星球上的物體脫離星球引力所需的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2與其第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1。已知某星球的半徑為r，表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為(C)A B C Dgr【合作共探2】人造地球衛(wèi)星的規(guī)律例2在圓軌道上質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球的半徑R，地球表面的重力加速度為g，則A衛(wèi)星運(yùn)動的線速度為 B衛(wèi)星運(yùn)動的周期為4C衛(wèi)星的向心加速度為g D衛(wèi)星的角速度為答案：BD【思路感悟2】向心加速度的四種基本表達(dá)式【檢測反饋2】已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是BDA衛(wèi)星距地面的高度為 B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為GD衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度【釋疑拓延】宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原處。（取地球表面重力加速度g10m/s2，空氣阻力不計(jì)）（1）求該星球表面附近的重力加速度g；（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星:R地1:4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地。【知能整合】【興趣引入】發(fā)射人造衛(wèi)星需要幾次變軌，幾次加速？【限時(shí)訓(xùn)練】一、 選擇題1下列關(guān)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的運(yùn)動速度的說法中正確的是A一定等于7.9 km/s B一定小于7.9 km/sC大于或等于7.9 km/s，而小于11.2 km/s D只需大于7.9 km/s 2如圖6-5-2，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是()A甲的向心加速度比乙的小B甲的運(yùn)行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的線速度比乙的大3. 我國發(fā)射的“天宮一號”和“神舟八號”在對接前，“天宮一號”的運(yùn)行軌道高度為350 km，“神舟八號”的運(yùn)行軌道高度為343 km.它們的運(yùn)行軌道均視為圓周，則 A“天宮一號”比“神舟八號”速度大 圖6-5-2B“天宮一號”比“神舟八號”周期長C“天宮一號”比“神舟八號”角速度大D“天宮一號”比“神舟八號”加速度大 4關(guān)于我國發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通訊衛(wèi)星的說法，正確的是 ()A若其質(zhì)量加倍，則軌道半徑也要加倍 B它在北京上空運(yùn)行，故可用于我國的電視廣播C它以第一宇宙速度運(yùn)行 D它運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同 （多選）5. 可以發(fā)射一顆這樣的人造衛(wèi)星，使其圓軌道A與地球表面上某一緯線(非赤道)是共面同心圓B與地球表面上某一經(jīng)線所決定的圓是共面同心圓C與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的D與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運(yùn)動的（多選）6.如圖6-5-3所示是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說法正確的是A根據(jù)v，可知vAvBFBFCC角速度ABCD向心加速度aAaBaC 圖6-5-3題號123456答案BABDBCDBC7. 1990年3月，紫金山天文臺將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752號小行星命名為吳健雄星，其直徑2R32km，如該小行星的密度和地球的密度相同，則對該小行星而言，第一宇宙速度為多少(已知地球半徑R06400km，地球的第一宇宙速度v18km/s)?解析：設(shè)小行星的第一宇宙速度為v2，質(zhì)量為M，地球質(zhì)量為M0，則有Gm，v2 ；而v1，MR3，M0R30，故，v2km/s20m/s.8如圖6-5-4所示，A是地球同步衛(wèi)星，另一個(gè)衛(wèi)星B的圓軌道位于赤道平面內(nèi)，距離地面高度為h。已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心。 (1)衛(wèi)星B的運(yùn)行周期是多少？(2)如果衛(wèi)星B的繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線上)，求至少再經(jīng)過多長時(shí)間，它們再一次相距最近？解析：（1）由萬有引力定律和向心力公式得G =m(R+h)忽略地球自轉(zhuǎn)影響有G=mg解得TB=.（2）設(shè)A、B兩衛(wèi)星經(jīng)時(shí)間t再次相距最近，由題意得(B-0)t=2，又有B =2/TB,解得t=