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1、4人造卫星宇宙速度5太空探索(选学)课 标 要 求1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度2了解人造卫星的相关知识，知道地球同步卫星的特点，通过对比“同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体”的运动规律，提高推理分析能力3了解我国卫星发射情况，增强民族自信，体会人类探索宇宙的成就和科学精神思 维 导 图必备知识自主学习关键能力合作探究随堂演练自主检测必备知识自主学习足够大足够大人造卫星人造卫星7.9(3)宇宙速度及其意义数值意义第一宇宙速度_km/s卫星在地球表面附近绕地球做_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_引力束缚的最小地面
2、发射速度7.9匀速圆周运动匀速圆周运动11.2地球地球16.7太阳太阳导学1(1)三个宇宙速度均指卫星的发射速度，而不是轨道上的运行速度(2)人造地球卫星的发射速度与运行速度的大小关系：v运行7.9km/sv发射11.2km/s.(3)第一宇宙速度是指在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，是最大的环绕速度，也是最小的发射速度二、人造地球卫星1动力学特点一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其向心力由地球对它的_提供2地球同步卫星相对于地面静止，且运动周期与地球_相同的卫星，也称静止轨道卫星地球同步卫星具有以下特点：(1)轨道平面一定：所有的地球同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平
3、面必与_重合；(2)绕行方向一定：和地球自转方向一致；(3)周期一定：和地球自转周期相同，即T24h；(4)高度一定：位于赤道上方高度约3.6104km处，距地面高度固定不变万有引力万有引力自转周期自转周期赤道平面赤道平面导学2卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极上空的极地轨道当然也存在着与赤道平面呈某一角度的圆轨道关键能力合作探究探究点一第一宇宙速度的理解导学探究如图，把物体水平抛出，如果速度足够大，物体就不再落回到地面，它将绕地球做圆周运动，成为地球的人造卫星(1)什么力使物体绕地球运动？(2)至少需要多大的抛出速度
4、才能成为地球的卫星呢？提示：地球对物体的万有引力使物体绕地球运动，成为地球的卫星提示：至少需要7.9km/s的抛出速度才能使物体成为地球的卫星归纳总结1.第一宇宙速度的推导对于近地人造卫星，轨道半径r近似等于地球半径R6400km，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力，取g9.8m/s2，则答案：A素养训练1(多选)神舟十三号载人飞船于2021年10月16日发射升空，于2022年4月14日安全返回，共在轨运行183天，运行轨道可看做圆它的飞行高度距地面约400km.已知地球半径是6400km.又已知第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，地球表面重力加
5、速度为9.8m/s2则关于神舟十三号的运行数据，合理的判断有()A运行速度小于7.9km/sB运行速度大于 7.9 km/s，且小于11.2km/sC向心加速度小于9.8m/s2D向心加速度大于9.8m/s2答案：AC答案：B探究点二人造卫星的运行分析导学探究如图甲所示为不同轨道上的人造地球卫星，如图乙所示为我国的“天宫二号”空间实验室；“天宫二号”的轨道高度大约是393km，而地球同步卫星的轨道高度大约是3.6104km.思考以下问题：(1)所有做圆周运动的人造卫星的轨道圆心位置有什么特点？(2)“天宫二号”和同步卫星的周期相比较哪个更大？(3)“天宫二号”和同步卫星的线速度、角速度、加速度
6、哪个更大？提示：所有做圆周运动的人造卫星的轨道圆心都位于地心提示：同步卫星的周期更大提示：“天宫二号”的线速度、角速度、加速度更大归纳总结1人造地球卫星的轨道由于卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，故卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其运行轨道可分为如下三类(如图所示)：(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度3地球同步卫星(1)地球同步卫星：位于地球赤道上方，相对于地面静止不动，它的角速度跟地球的自转角速度相同，广泛应用于通信，又叫同步
7、通信卫星(2)地球同步卫星的特点项目内容周期一定与地球自转周期相同，即T24h86400s角速度一定与地球自转的角速度相同高度一定卫星离地面高度hrR6R(为恒量)速度大小一定向心加速度大小一定a0.23m/s2轨道平面一定轨道平面与赤道平面共面典例示范例2(多选)如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星若a、b、c、d绕地球转动方向相同，且均可视为匀速圆周运动，则4个物体中()Aa的加速度最大Bb的线速度最大Cc的角速度最大Dd的周期大于24小时答案：BD素养训练3对同步卫星的认识正确的是()A它可以在地面上任一点的正上方，且离
8、地心的距离可按需要选择不同值B它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的，周期24hD它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值答案：C答案：D随堂演练自主检测1有关同步卫星，下列表述正确的是()A运动周期与地球自转周期相同的卫星肯定是同步卫星B同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度C围绕地球运动的所有同步卫星距地面的高度都必须相同D可以在北京上空发射一颗同步卫星，用以安全监控答案：C答案：D32022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，于17时42分，成功对接于天和
9、核心舱已知地球半径约6400km，中国空间站距地面约400km，同步卫星轨道距地面的高度约为36000km.则以下有关说法正确的是()A空间站中的宇航员不受地球引力B空间站运行的线速度大于地球第一宇宙速度C地球赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度D空间站的向心加速度小于同步卫星的向心加速度答案：C4“高分四号”卫星是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，关于“高分四号”，下列说法正确的是()A“高分四号”卫星距地球如果更近一些，分辨率更高，且仍能保持与地球自转同步B“高分四号”卫星绕地球做圆周运动的线速度小于地球的第一宇宙速度7.9km/sC“高分四号”卫星的向心加速度小于静止在赤道上物体的向心加速度D“高分四号”卫星所受到的向心力与其他同步卫星所受到的向心力大小相等答案：B5.地球绕地轴自转周期为T，B为赤道上某处，A为地球上北纬60的某处，地球球体半径为R，质量为M，万有引力常量为G，以下判断正确的是()答案：B
