6.5宇宙航行-学生用.docVIP

6.5 宇宙航行 【学习目标】1、了解人造卫星的有关知识。 2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。 3、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。 【学习重点】第一宇宙速度的推导、运行速率与轨道半径之间的关系 解决卫星的运动问题，其依据都是万有引力提供向心力，列出相应的方程，就可得出向心加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系M，半径为R.人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g。 方法一：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力。 方法二：卫星绕地球做圆周运动，重力提供向心力。 4、对第一宇宙速度的理解 1）、定义： 叫做第一宇宙速度， 第一宇宙速度又叫 速度。 2）、第一宇宙速度是发射速度中的 值。 3）、第一宇宙速度是围绕地球做圆周运动卫星的运动速度中的 值。 4）、由第一宇宙速度的表达式可知 则：卫星离地心越远，运行速度越 。 5、第二宇宙速度 叫做第二宇宙速度， 第二宇宙速度又叫 速度。 6、第三宇宙速度： 叫做第三宇宙速度。 【知识拓展】：1、人造卫星的发射速度与运行速度 （1）发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 （2）运行速度：运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。 2．同步卫星 所谓同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，T=24h，同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的。同步卫星也叫通讯卫星。 由得：h= （T为地球自转周期，M、R分别为地球的质量，半径）。 代入数值得h= 。 7、阅读课本P44~P47页 了解人类航天事业的发展历程、黑洞及航天事业改变着人类的生活。 【实例探究】从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回地球被吸收，光速为c，光讯号往复经历的时间为t，地球的半径为R，月球的半径为r，月球绕地球转动的周期为T，试求地球的质量。 【同步练习】：1、关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是( ) A.如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量 B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的 C.原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可 D.一艘绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小 2、人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） ：半径越大，速度越小，周期越小 ：半径越大，速度越小，周期越大 ：所有卫星的速度均是相同的，与半径无关 ：所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关 3、火星的半径为地球半径的一半，火星的质量为地球质量的1／9．问： (1)火星上的重力加速度是地球上的重力加速度的几倍?(2)若要在火星上发射一颗人造卫星，那么该卫星环绕火星的第一宇宙速度是多少? 【拓展提高】4、1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的一颗小行星命名为吴健雄星，直径为32km，如果该行星的密度与地球相同，则对该小行星来说，其上物体的第一宇宙速度约为多少?(已知地球半径为6400km，地球上第一宇宙速度为7.9km/s) 【当堂检测】5、一颗人造地球卫星离地面高h=3R(R为地球半径).若已知地球表面的重力加速度为g,则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________，若已知地球质量为M，万有引力常量为G，则卫星做匀速圆周运动的速度是________，角速度是________，周期是________. 【学后反思】 南召现代中学高一物理导学案NO.018 使用时间： 2012年3月27