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课件网) 4 宇宙航行 1.通过阅读教材,了解人造地球卫星的最初构想,知道同步卫星和其他卫星的区别,形成物理观念。2.通过分析人造地球卫星的受力和运动情况,会推导第一宇宙速度,了解发射速度与环绕速度的区别与联系,理解天体运动中的能量观,形成科学思维。3.通过了解宇宙航行的历程和进展,感受人类对客观世界不断探索的精神和情感;通过了解我国航天事业的发展过程,培养科学态度与责任。 [定位·学习目标] 探究·必备知识 知识点一 宇宙速度 「探究新知」 1.第一宇宙速度的推导 匀速圆周 万有引力 地球半径R mg 2.三个宇宙速度及含义 项目 数值 意义 第一宇 宙速度 km/s 卫星在地球附近绕地球做 的速度 第二宇 宙速度 km/s 使卫星挣脱 引力束缚的最小地面发射速度 第三宇 宙速度 km/s 使卫星挣脱 引力束缚的 地面发射速度 7.9 匀速圆周运动 11.2 地球 16.7 太阳 最小 正误辨析 (1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s。( ) (2)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s,卫星会永远离开地球。 ( ) (3)无论从哪个星球上发射卫星,发射速度都要大于7.9 km/s。( ) (4)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。( ) (5)如果在地面上发射航天器的速度大于16.7 km/s,则航天器会成为太阳系的一颗“小行星”。( ) √ √ × × × 知识点二 人造地球卫星和载人航天与太空探索 「探究新知」 1.概念 如图所示,把物体从高山上水平抛出,当物体的 足够大时,它将会围绕 旋转而不再落回地面,成为一颗绕地球转动的人造卫星。 初速度 地球 2.运动规律及向心力来源 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做 运动,人造地球卫星的向心力由地球对它的 提供。 3.近地卫星和同步卫星 (1)近地卫星的运动半径等于地球的半径,环绕速度等于第一宇宙速度。 (2)地球同步卫星:地球同步卫星位于 上方高度约36 000 km处,周期与地球自转周期 。其中一种的轨道平面与赤道平面成0度角,运动方向与地球自转方向相同。因其相对地面静止,也称静止卫星。 匀速圆周 万有引力 地面 相同 4.载人航天与太空探索 (1)1961年4月,苏联航天员 进入东方一号载人飞船,飞船绕地球一圈,人类首次进入太空。 (2)1969年7月美国“阿波罗11号”登上 。 (3)2003年10月15日我国神舟五号宇宙飞船把航天员 送入太空。 加加林 月球 杨利伟 正误辨析 (1)不同的同步卫星的质量不同,离地面的高度也不同。( ) (2)周期为24小时的卫星一定是静止卫星。( ) (3)不是所有同步卫星的运行轨道都在赤道上空。( ) × × √ 突破·关键能力 要点一 宇宙速度 「情境探究」 发射卫星,要有足够大的速度才行。 探究:(1)怎样求地球的第一宇宙速度 不同星球的第一宇宙速度是否相同 【答案】 (2)轨道越高,需要的发射速度越大。 (2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小 「要点归纳」 1.第一宇宙速度的计算 对于任何天体,计算其环绕速度时,都是根据万有引力提供向心力的思路,航天器的轨道半径等于天体的半径,由牛顿第二定律列式计算。 (3)如果不知道天体的质量和半径,但知道该天体的质量、半径与地球的质量、半径的关系,可分别列出天体与地球的第一宇宙速度的表达式,用比例法进行计算。 2.对发射速度和环绕速度的理解 (1)“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,因为发射卫星要克服地球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道,而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度,所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。 [例1] (宇宙速度的定性分析)如图所示,牛顿在思考万有引力定律时就曾设想,把物体从高山上O点以不同的速度v水平抛出,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远 ... ...
