第三章第4節(jié)宇宙速度與人造衛(wèi)星

1、古藺中學(xué) 課改高 2012 級 班 姓名： 小組：第 組密-封-線-外-請-勿-答-題題目題四川省古藺中學(xué)課改高2012級高一下期導(dǎo)學(xué)案第三章 第4節(jié) 宇宙速度 人造衛(wèi)星層次： 教師評價： 學(xué)科組長評價： 檢查時間： 月 日一、預(yù)習(xí)目標(biāo)1、了解人造衛(wèi)星的發(fā)射和運行相關(guān)知識2、能推導(dǎo)人造衛(wèi)星第一宇宙速度，并且理解它既是最小發(fā)射速度又是圍繞地球做圓周運動的最大環(huán)繞速度。3、能正確求解人造衛(wèi)星的速度，周期，加速度等。二、教材助讀1、人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動所需要的向心力來自于萬有引力，即：，利用以上公式可知道v、a與半徑間的關(guān)系。2、利用可以知道r越大，v越小。但是在實際發(fā)射衛(wèi)星時，發(fā)射高軌道比低軌

2、道要困難得多，原因是因為需要克服重力做更多的功，需消耗更多能量。3、第一宇宙速度是發(fā)射一個物體，使其成為地球衛(wèi)星的最小速度。若以第一宇宙速度發(fā)射一個物體，物體將貼著地球表面的軌道上做勻速圓周運動。若發(fā)射速度大于第一宇宙速度，物體將在橢圓軌道上圍繞地球運動。發(fā)射速度：所謂發(fā)射速度是指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時的初速度，并且一旦發(fā)射后就再無能量補充，被發(fā)射物僅依靠自己的初動能克服地球引力上升一定的高度，進入運動軌道。要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。若發(fā)射速度等于第一宇宙速度，衛(wèi)星只能“貼著”地面近地運行。如果要使人造衛(wèi)星在距地面較高的軌道上運行，就必須使發(fā)射速度大于第一

3、宇宙速度。運行速度：是指衛(wèi)星在進入運行軌道后繞地球做勻速圓周運動的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面運行時，運行速度等于第一宇宙速度。人造衛(wèi)星距地面越高（即軌道半徑r越大），運行速度越小。實際上，由于人造衛(wèi)星的軌道半徑都大于地球半徑，所以衛(wèi)星的實際運行速度一定小于發(fā)射速度。地球表面的物體或者地球表面附近做圓周運動的物體，物體的重力約等于萬有引力，即可得GM=gR2,通常此式稱為“黃金代換”。說明：1、此式也適用于其它天體，式中的M、R、g 分別指該星球的質(zhì)量、半徑和表面的重力加速度。2、在計算題中應(yīng)寫原始表達式。三、基礎(chǔ)自測完成聚焦P28知識再現(xiàn)和P31基礎(chǔ)鞏固。對聚焦中的例題，認(rèn)真的完成并揣摩分析問

4、題的方法。四、探究案（課堂討論交流與展示點評）1、求第一宇宙速度。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）已知地球質(zhì)量為M = 5.98×1024kg，地球的半徑為R = 6.37×103km，G=6.67×10-11Nm2/Kg2（2）已知地球的半徑為R = 6.37×103km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2。2、關(guān)于宇宙速度，下列說法正確的是（ ）A7.9km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星繞地球表面做圓周運動的最大運行速度。B當(dāng)衛(wèi)星的發(fā)射速度7.9km/s < V < 11.2km/s時，將圍繞地球做橢圓運動。C11.2km/s是

5、使物體脫離地球引力作用的最小發(fā)射速度。D當(dāng)發(fā)射速度11.2km/s V < 16.7km/s時，物體將會脫離地球的吸引，而圍繞太陽運動。E16.7km/s是使物體脫離太陽引力作用的最小發(fā)射速度。F當(dāng)發(fā)射速度V16.7km/s時，物體將會脫離太陽的吸引，而圍繞其他星系運動。3、假如一個做圓周運動的人造衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍仍做圓周運動，則( )A根據(jù)公式v = r可知衛(wèi)星運動的線速度將增加到原來的2倍B根據(jù)公式F = mv2/r可知衛(wèi)星所需向心力減小到原來的1/2C根據(jù)公式F = GMm/r2可知地球提供的向心力將減小到原來的1/4D根據(jù)mv2/r = GMm/r2，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的4、兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運動，周期之比為TA : TB = 1: 8，則軌道半徑之比和運動速率之比分別為（ ）ARA : RB = 4:1; VA : VB = 1:2 BRA : RB = 4:1; VA : VB = 2:1CRA : RB = 1:4; VA : VB = 1:2 DRA : RB = 1:4; VA : VB = 2:1