優(yōu)品課件之6.5宇宙航行學案(必修2)

1、優(yōu)品課件 6.5宇宙航行 學案（人教版必修2） 6.5宇宙航行 學案（人教版必修2） 1第一宇宙速度是指衛(wèi)星在 地球做勻速圓周運動的 速度，也是繞地球做 勻速圓周運動的 度.第一宇宙 速度也是將衛(wèi)星發(fā)射出去使其繞地球做圓周運動所需要的 發(fā)射速度，其大小為. 2 .第二宇宙速度是指將衛(wèi)星發(fā)射出 去使其克服,永遠離開地球，即掙脫地 球的 束縛所需要的最小發(fā)射速度，其大小為. 3 .第三宇宙速度 是指使發(fā)射出去的衛(wèi)星掙脫太陽的束縛，飛到 外所需要的最小發(fā)射速度，其大小為 . 4 .人造地球衛(wèi)星繞 地球做圓周運動，其所受地球?qū)λ?供它做圓周運動的向心 力，貝H有：GMmr= 由此可得v =, 3 =

2、, T=. 5 .人造地球衛(wèi)星繞地球 做勻速圓周運動，其環(huán)繞速度可以是下列的哪些數(shù)據(jù) （）A. 定 等于7.9 km/s B.等于或小于7.9 km/s C. 定大于7.9 km/s D.介 于7.9 km/s11.2 km/s 6 .關于第一宇宙速度，以下敘述正確的是 （）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B .它是近地圓 軌道上人造衛(wèi)星運行的速度C.它是使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小 發(fā)射速度D.它是人造衛(wèi)星發(fā)射時的最大速度 7.假如一做圓周運動 的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增加到原來的2倍，且仍做圓周運動，則 下列說法正確的是（）根據(jù)公式v=3r可知衛(wèi)星運動的線速度 將增大到原來的2倍

3、根據(jù)公式F= mv2r可知 衛(wèi)星所需的向心力 將減小到原來的12根據(jù)公式F= GMmr2可知地球提供的向心力 將 減小到原來的14根據(jù)上述和給出的公式，可知衛(wèi)星運行 的線速度將減小到原來的22 A.B.C.D. 【概 念規(guī)律練】 知識點一第一宇宙速度1 .下列表述正確的是（） A.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度 B .第一宇宙速度又叫脫離速度 C.第 一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無關 D .第一宇宙速度跟地球的半徑無關 2.恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”一一中 子星.中子星的半徑 較小，一般在720 km,但它的密度大得驚人.若 某中子星的半徑為10 km,密度為1.2 x 1017

4、kg/m3，那么該中子星 上的第一宇宙速度約為（）A 7.9 km/s B. 16.7 km/s C. 2.9 x 104 km/s D. 5.8 x 104 km/s知識點二 人造地球衛(wèi)星的運行規(guī)律 3 .人 造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為R,線速度為v，周期 為T,若使該 衛(wèi)星的周期變?yōu)?T,可行的辦法是（）A. R不變， 線速度變?yōu)関2 B. v不變，使軌道半徑變?yōu)?R C.軌道半徑變?yōu)?4R D. v不變，使軌道半徑變?yōu)镽2 4 .在圓軌道上運動的質(zhì)量為 m的人 造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑 R地面上的重力加速 度為g,求：（1）衛(wèi)星運動的線速度；（2）衛(wèi)星運動的周

5、期.知識 點三地球同步衛(wèi)星5 .關于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（） A.它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同 B .它的周期、高度、速度大小都 是一定的C .我國發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星可以定點在北京上空D.我國 發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星必須定點在赤道上空6.據(jù)報道，我國的數(shù)據(jù)中 繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā) 射中心 發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點在東經(jīng)77 赤道上空的同步軌道.關于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列 說法正確的是（）A .運行速度大于7.9 km/s B .離地面高度一 定，相對地面靜止C .繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速 度大D .

6、向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等【方 法技巧練】衛(wèi)星變軌問題的分析方法7 .發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，圖 1先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后點火，使其沿橢圓軌道2運行， 最后再次點火，將 衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點， 軌道2、3相切于P點，如圖1所示，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道 上正常運行時，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道3上的速率 大于在軌道1上的速率B .衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上 的角速度C .衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上 經(jīng)過Q點時的加速度D .衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它 在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度8 .宇宙飛

7、船在軌道上運行，由于地 面指揮人員發(fā)現(xiàn)某一火箭殘體的軌道與飛船軌道有一交點，通知宇 航員某一時間飛船有可能與火箭殘體相遇.宇航員隨即開動飛船上的 發(fā)動機使飛船加速，脫離原軌道，關于飛船的運動，下列說法正確 的是（）A .飛船高度降低B .飛船高度升高C .飛船周期變小 D.飛船的向心加速度變大 參考答案 課前預習練1 .近地軌道 最大環(huán)繞 最小 7.9 km/s 2.地球引力 引力 11.2 km/s 3.引力 太陽系 16.7 km/s 4.引 力 mv2r mw 2r m(2 n T)2r GMr GMr32 n r3GM5. B 6. BC 第 宇宙速度是指衛(wèi)星圍繞天體表面做勻速圓周運動

8、的線速度，滿足關 系GMmR2mv2R即v = GMR且由該式知，它是最大的環(huán)繞速度；衛(wèi) 星發(fā)射得越高，需要的發(fā)射速度越大，故第一宇宙速度等于最小發(fā)射 速度的數(shù)值，因此B、C正確.7. D 人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周 運動的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，由F= GMmr2軌道半 徑增大到原來的2倍，地球提供的向心力等于衛(wèi)星所需的向心力，將 變?yōu)樵瓉淼?4,錯誤，正確；由 GMmrmv2r得v = GMr知r 增加到原來的2倍時，速度變?yōu)樵瓉淼?2,錯誤，正確，故D 正確.課堂探究練1 . A 第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，A對，B 錯.根據(jù)GMmR2mv2F可知環(huán)繞速度與地球的質(zhì)量和半徑有關，C

9、、D 錯.2 . D 中子星上的第一宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞 速度，此時衛(wèi)星的軌道半徑近似地認為是該中子星的半徑，且中子星 對衛(wèi)星的萬有引力充當向心力，由 GMmrmv2r,得v = GMr, 又 M =p V= p 4 n r33，得 v = r 4 n Gp 3= 1 X 104X 4X 3.14 X 6.67 X 10 11X 1.2 X 10173 m/s = 5.8 X 107 m/s. 點評 第一宇宙速度是衛(wèi) 星緊貼星球表面運行時的環(huán)繞速度，由衛(wèi)星所受萬有引力充當向心力 即 GMmr=mv2r便可求得 v= GMr. 3 . C 由 GMmF=mR4t 2T2得， T= 4

10、n 2R3G= 2n R3GM所以= 2T= 2n R 3GM解得 R= 34R, 故選C. 4 . (1)gR2(2)4 n 2Rg解析(1)人造地球衛(wèi)星受地球的 引力提供向心力，貝S GMm(2R)2= mv22R在地面，物體所受重力等于 萬有引力，GMmR2mg兩式聯(lián)立解得v = gR2. (2)T = 2 n rv = 2n ?2RgR2= 4n 2Rg. 5. ABD6. BC 由題意知，定點后的“天鏈一 號01星”是同步衛(wèi)星，即 T= 24 h .由GMmr= mv2r= mw 2r = m4兀2T2r = ma得：v = GM,運行速度應小于第一宇宙速度，A錯誤.r =3GMT24 2,由于T一定，故r 一定，所以離地高度一定，B正確.由 w = 2 n T, T 同 w 月，C正確.a= r w 2= r(2 n T)2.赤 道上物體的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，故赤道上物體的向心 加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度， D錯誤.7 . BD 本題主要考 查人造地球衛(wèi)星的運動，尤其是考查了地球同步衛(wèi)星的發(fā)射過程， 對 考生理解物理模型有很高的要求.由GMmr彈mv2r得，v = GMr.因 為 r3r1，所以 v3r1 , 所以w 3 1.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)Q點時的加速度為地球引力產(chǎn)生的 加速度，而在軌道2上經(jīng)過Q點時，也只有地球引力產(chǎn)生加速度