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河北省邢台市高中物理第六章万有引力与航天第8课时宇宙速度学案（无答案）新人教版必修2

河北省邢台市高中物理第六章万有引力与航天第8课时宇宙速度学案（无

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学案8宇宙速度

【学习目标】

1。知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.

2。了解人造卫星的有关知识，掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.

3。了解人类对太空探索的历程及我国卫星发射的情况．

【学习任务】

[问题设计]

牛顿曾提出过一个著名的思想实验：如图1所示，从高山上水平抛出一个物体，当抛出的速度

足够大时,物体将环绕地球运动,成为人造地球卫星．据此思考并讨论以下问题:

图1

（1）当抛出速度较小时,物体做什么运动?当物体刚好不落回地面时，物体做什么运动？

(2）若地球的质量为M，物体到地心的距离为r,引力常量为G，试推导物体刚好不落回地面时

的运行速度．若物体紧贴地面飞行，其速度大小为多少？（已知地球半径R＝6400km，地球

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质量M＝5.98×10kg)

[要点提炼]

宇宙速度是地球上满足不同要求的卫星发射速度．

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1．第一宇宙速度v＝7.9km/s

Ⅰ

(1)推导

Mm

方法一：由G＝m得v＝

错误!错误!

R2

方法二：由mg＝m得v＝

错误!错误!

(2）理解：第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的

最大运行速度．

2．第二宇宙速度v＝11.2km/s，是从地面上发射物体并使之脱离地球束缚的最小发射速度，

Ⅱ

又称脱离速度．

3．第三宇宙速度v＝16。7km/s，是从地面上发射物体并使之脱离太阳束缚的最小发射速度，

Ⅲ

又称逃逸速度．

二、人造地球卫星的运动特点

[问题设计］

如图2所示，圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上．b、c的圆心与地心重合，卫星环绕地

球做匀速圆周运动,据此思考并讨论以下问题：

图2

(1)三条轨道中可以作为卫星轨道的是哪条?为什么？

(2）卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力定律和向心力公式推导卫星的线速度、角速度、

周期与轨道半径的关系．