2019_2020学年新教材高中物理第7章万有引力与宇宙航行4宇宙航行学案新人教版必修第二册.docx

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1、4　宇宙航行[学习目标]1.会推导第一宇宙速度，知道三个宇宙速度的含义.2.了解人造地球卫星的历史及现状，认识同步卫星的特点.3.了解人类对太空的探索历程和我国载人航天工程的发展.一、宇宙速度1.牛顿的设想如图1所示，把物体从高山上水平抛出，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星.图12.第一宇宙速度的推导(1)已知地球质量m地和半径R，物体绕地球的运动可视为匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，即＝m，可得v＝.(2)已知地面附近的重力加速度g和地球半径R，由mg＝m得：v＝.

2、(3)三个宇宙速度及含义数值意义第一宇宙速度7.9km/s物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度11.2km/s在地面附近发射飞行器使物体克服地球引力，永远离开地球的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7km/s在地面附近发射飞行器使物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小地面发射速度17二、人造地球卫星1.1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功.1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功.为我国航天事业作出特殊贡献的科学家钱学森被誉为“中国航天之父”.2.地球同步卫

3、星的特点地球同步卫星位于赤道上方高度约36000km处，因相对地面静止，也称静止卫星.地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同.三、载人航天与太空探索1.1961年苏联宇航员加加林进入东方一号载人飞船，铸就了人类首次进入太空的丰碑.2.1969年，美国阿波罗11号飞船发射升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕.3.2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空，截止到2017年底，我国已经将11名航天员送入太空，包括两名女航天员.4.2013年6月，神舟十号分别完

4、成与天宫一号空间站的手动和自动交会对接；2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间站的自动交会对接.2017年4月20日，我国发射了货运飞船天舟一号，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验.1.判断下列说法的正误.(1)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9km/s.(　√　)(2)人造地球卫星的最小绕行速度是7.9km/s.(　×　)(3)我国向月球发射的“嫦娥二号”宇宙飞船在地面附近的发射速度要大于11.2km/s.(　×　)(4)在地面附近发射火星探测器的速

5、度应为11.2km/s

6、力提供向心力，由mg＝m得v＝(2)含义①近地卫星的圆轨道运行速度，大小为7.9km/s，也是卫星圆轨道的最大运行速度.②人造卫星的最小发射速度，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，需要更多能量.2.第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，使之能够克服地球的引力，永远离开地球所需的最小发射速度，其大小为11.2km/s.当发射速度7.9km/s

7、，其大小为16.7km/s.(2019·天津一中期末)我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”.设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面.已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的最大速率约为(　　)A.0.4km/sB.1.8km/sC.11km/sD.36km/s答案　B17解析　由G＝m得，v＝又＝，＝故月球和地球的第一宇宙速度之比＝＝＝故v月＝7.9×km/s≈1.8km/s，因此B项正确.(2019·湘潭一中期末)某人在一星球上以速率

8、v竖直上抛一物体，经时间t后，物体以速率v落回手中.已知该星球的半径为R，求该星球的第一宇宙速度.(物体只受星球的引力，忽略星球自转的影响)答案　解析　根据匀变速直线运动的规律可得，该星球表面的重力加速度为g0＝，该星球的第一宇宙速度即卫星在其表面附近绕其做匀速圆周运动的线速度大小，由mg0＝得，该星球的第一宇宙速度为v1＝＝.二