2019-2020年高中物理 第六章 万有引力与航天 5宇宙航行学案 新人教版必修2 (I)

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1、2019-2020年高中物理第六章万有引力与航天5宇宙航行学案新人教版必修2(I)学习目标1.会推导第一宇宙速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.2.了解人造卫星的有关知识,知道近地卫星、同步卫星的特点.3.培养学生探究问题的热情,乐于学习的品质.自主探究1.牛顿关于发射人造地球卫星的构想:地球对周围的物体有　　　　的作用,因而抛出的物体要　　　　.但是抛出的初速度越大,物体就会飞得越　　　　.当速度足够大时,物体就不会落回地面,将围绕地球运转,成为一颗绕地球运动的　　　　. 2.物体在地面附近绕地球做　　　　的速度,叫做第一宇宙速度. 3.在地面附近发射物

2、体,当物体的速度等于或大于　　　　km/s,它就会克服　　　　的引力,永远离开地球,成为太阳的人造行星,这时的发射速度叫做第二宇宙速度. 4.在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于　　　　km/s,它就会挣脱　　　　的束缚,飞到太阳系以外,成为人造小恒星,这时的发射速度叫做第三宇宙速度. 5.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星在　　　　发射成功,卫星质量83.6kg,卫星绕地球运行周期为　　　　.1969年7月20日,人类成功登上月球.2003年10月15日,我国成功发射神舟五号载人飞船,把中国第一位航天员　　　　送入太空. 合作探究一、牛顿

3、的猜想二、宇宙速度1.第一宇宙速度推导:【想一想】有没有其他方法推导地球的第一宇宙速度?人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力,即:F万=F向,公式为　　　　=ma=　　　　=　　　　=　　　　; ①a=　　　　,可见随着轨道半径增大,卫星的向心加速度减小,向心力减小; ②ω=　　　　,随着轨道半径的增大,卫星的角速度　　　; ③T=　　　　,随着轨道半径的增大,卫星绕地球运行的周期　　　　,近地卫星的周期约为84.6min,其他卫星的周期都大于这个数值; ④v=　　　　,随着轨道半径的增大,卫星线速度　　　; 近地卫星:轨道半径等于地球的半径,

4、它的运行速度是　　　　,也是卫星的　　　环绕速度. 2.第二宇宙速度3.第三宇宙速度三、梦想成真同步卫星的特点:课堂检测1.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200km,运行周期127分钟.若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.月球表面的重力加速度B.月球对卫星的吸引力C.卫星绕月球运行的速度D.卫星绕月球运行的加速度2.1990年4月25日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空,使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展.假设哈

5、勃望远镜沿圆轨道绕地球运行.已知地球半径为6.4×106m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期.以下数据中最接近其运行周期的是(　　)A.0.6小时B.1.6小时C.4.0小时D.24小时3.火星的质量和半径分别约为地球的,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为(　　)A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g4.“嫦娥一号奔月”示意图如图所示,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是(　　)A.发射“

6、嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的二次方成反比D.在绕月轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力5.现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和B,它们的轨道半径分别为rA和rB.如果rA

7、,则下列物理量变化正确的是(　　)A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半7.天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出(　　)A.行星的质量B.行星的半径C.恒星的质量D.恒星的半径8.据报道,在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重力为600N的人在这个行星表面的重力将变为960N,由此可推知该行星的半径与地球半径之比约为(　　)A.0.5B.2C.3.2D.49.2

8、007年4月24日,欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一