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1、5宇宙航行学习目标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
2、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=;a=,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;=,随着轨道半径
3、的增大,卫星的角速度;T=,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;v=,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,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
4、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.假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行.已知地球半径为6.4106m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6107m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110和12,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
5、星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是()A.发射“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rAv2=v41=32=4T1=T3a2=a41.ABD2.风云二号风云一号风云一号当天晚上8点自主探究1.万有引力落回地面远人造卫星2.匀速圆周3.11.2地球4.16.7太阳5.苏联96min杨利伟合作探究二、宇宙速度1.第一宇宙速度:推导:因为GMmr2=mv2r,所以
6、v=GMr=7.9km/s想一想:因为GMmr2=mg,mg=mv2r,所以v=grGMmr2mv2rm2rm42rT2GMr2GMr3减小42r3GM增大GMr减小最小的发射速度最大2.第二宇宙速度:使物体挣脱地球引力的束缚,不再绕地球运行,从地面发射所需的最小速度叫作第二宇宙速度.当物体的发射速度7.9km/sv11.2km/s时,物体绕地球运动.3.第三宇宙速度:使物体挣脱太阳引力的束缚而飞离太阳系,从地面发射所需的最小速度叫作第三宇宙速度.16.7km/s.当物体的发射速度11.2km/sv16.7km/s时,物体绕太阳运动.三、梦想成真同步卫星的特点:1.同步卫星的运行方向与地球自转方向一致.2.同步卫星的运转周期与地球自转周期相同.(T=24h)3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度.(=0)4.同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方.5.同步卫星高度固定不变.课堂检测1.B2.B3.B4.C5.A6.BC7.C8.B9.BC10.A11.B12.BD- 4 -
