3.4.2 宇宙速度（练习+学案）—2020-2021学年教科版高中物理必修二

3.4.2 宇宙速度 教学目标：1．了解人造地球卫星的有关知识和航天发展史；2．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度；3．理解卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。 教学重点：宇宙速度的定义． 教学难点：第一宇宙速度的计算 【自主学习】 1.第一宇宙速度v1 ①大小：v1＝ ②意义：从地球表面发射的人造地球卫星，使它能围绕地球运行所需的 发射速度，也是卫星的 环绕速度． 2.第二宇宙速度v2 ①大小：v2＝ . ②意义：如果要使人造卫星脱离 的引力，不再绕地球运行，从地面发射所需的 发射速度． ③在地面发射能够绕地球运行的人造卫星，发射速度v应满足 ≤v< . 3.第三宇宙速度v3 ①大小：v3＝ . ②意义：使人造卫星脱离太阳的束缚而飞离太阳系，从地面发射所需的 发射速度． 【交流讨论】 【成果展示】展示学生交流讨论成果 【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略） 【学以致用】 考点一　宇宙速度定义的理解 【例1】关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是(　　) A．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最小速度 B．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度 C．第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度 D．不同行星的第一宇宙速度都是相同的 【变式1】下列关于绕地球运行的卫星的运动速度的说法中正确的是(　　) A．一定等于7.9 km/s B．一定小于7.9 km/s C．大于或等于7.9 km/s，而小于11.2 km/s D．只需大于7.9 km/s 【变式2】关于宇宙速度，下列说法正确的是 A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度 B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度 D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度 考点二　宇宙速度的计算 【例2】2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空。该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆。若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则 A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 B．月球的第一宇宙速度为 C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆 D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为 【变式1】同步卫星离地心的距离为r，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度第一宇宙速度为，地球的半径为R，则　　 B． C． D． 【变式2】已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。某人造卫星绕地球做圆周运动的轨道离地高度等于地球半径；忽略地球自转的影响，求： （1）地球的密度；（2）地球的第一宇宙速度；（3）该人造卫星绕地球做圆周运动的周期； （4）该人造卫星所在轨道处的重力加速度。 参考答案 【自主学习】 1①7.9km/s ②最小、最大． 2.①11.2km/s ②地球、最小． ③11.2km/s，16.7km/s 3.①16.7km/s. ②最小． 【例1】B 【变式1】B 【变式2】A 【例2】D 【变式1】AC 【变式2】【解析】（1）设地球质量为，地面上质量为的物体受重力等于万有引力： 解得： 地球的地球体积： 地球的密度： （2）第一宇宙速度即近地卫星的环绕速度， 由得第一宇宙速度： （3）根据万有引力提供环绕天体的向心力得：， 联立解得： （4）该卫星轨道处重力加速度为， 根据重力等于万有引力得： 联立解得：3.4.2 宇宙速度 班级： 姓名： 1．关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是(　　) A．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 B．第一宇宙速度又叫脱离速度 C．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D．第一宇宙速度跟地球的半径无关 2．(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是(　　) A．第一宇 ... ...