65宇宙航行2導(dǎo)學(xué)案

1、物理探究式程序教學(xué)法資料 高中物理（人教版必修2）第六章萬有引力與航天導(dǎo)學(xué)案第五節(jié) 宇宙航行（1課時）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解航天的器的發(fā)射原理，會計算第一宇宙速度2理解變軌的原理和方法【重點(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：第一宇宙速度 難點(diǎn)：變軌問題【興趣引入】航天器是怎樣發(fā)射和回收的呢？神舟十號飛船完成了怎樣的神奇之旅？(觀看視頻)一、航天器的發(fā)射程序一【自主初探】（課外作業(yè)）問題1：從高山上水平拋出的物體，如果拋出速度很大，但物體仍能落回地面時，物體作什么運(yùn)動？當(dāng)物體的平拋速度滿足什么條件時，物體恰好繞地球作圓周運(yùn)動而不落回地面？問題 2：已知地球的質(zhì)量M=5.98×1024kg,半徑R=6400km,

2、引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,在高山上以多大的水平速度拋出物體，物體恰好不落回地球？問題3：若發(fā)射速度大于7.9km/s，航天器將作什么運(yùn)動？為什么？發(fā)射速度多大，航天器將不再繞地球運(yùn)動？發(fā)射速度多大，航天器將不再繞太陽運(yùn)動？二、 航天器的變軌問題4：在某一位置，萬有引力提供了航天器的向心力，是一定的。突然點(diǎn)火增大航天器的速度，航天器需要的向心力_，萬有引力_需要的向心力，航天器作_運(yùn)動; 反之，突然點(diǎn)火減小航天器的速度，航天器需要的向心力_，萬有引力_需要的向心力，航天器作_運(yùn)動。問題5：發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓

3、軌道2運(yùn)行；最后再次點(diǎn)火將其送入同步圓軌道3。怎樣將同步衛(wèi)星由較小的圓軌道變?yōu)檩^大的橢圓軌道？怎樣將同步衛(wèi)星由較大的橢圓軌道變?yōu)楦蟮膱A軌道？問題6：航天器在高軌圓軌道上運(yùn)動，要使它作向心運(yùn)動到較低的軌道運(yùn)動？應(yīng)怎么辦？怎樣回收？程序二【新知梳理】一、航天器的發(fā)射1、第一宇宙速度：v =_千米/秒,計算第一宇宙速度的關(guān)系式_.（近地航天器的_運(yùn)動速度，地球航天器的_發(fā)射速度）2、第二宇宙速度：v =_千米/秒（衛(wèi)星掙脫_束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）3、第三宇宙速度：v =_千米/秒（衛(wèi)星掙脫_束縛的最小發(fā)射速度）程序三【合作共探】例1. 月球半徑約為地球半徑的1/4，月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的

4、1/81，月球表面的重力加速度大約是地球表面重力加速度的1/6。試用兩種方法計算嫦娥三號要飛離月球，至少約要多大的發(fā)射速度？程序四【思路感悟】二、航天器的變軌程序二【新知梳理】_軌道升高, _軌道降低。程序三【合作共探】例2.如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2運(yùn)行；最后再次點(diǎn)火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點(diǎn)，2、3相切于Q點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是（ ）A、在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B、在軌道1上經(jīng)過P點(diǎn)時的速率小于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速率C、在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速率小于在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)時的

5、速率D、在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速率大于在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速率程序四【思路感悟】程序五【知能整合】1. 航天器的發(fā)射: 2. 航天器的變軌: 程序六【釋疑再探】神舟十號飛船的發(fā)射速度約多大？怎樣改變軌道與天宮一號對接？你還有什么疑問？我的問題：由 可知，r越大，V越小;而航天器發(fā)射得越高，發(fā)射速度越大？怎樣理解？程序七【檢測反饋】一選擇題1.宇宙飛船在軌道上運(yùn)行，由于地面指揮人員發(fā)現(xiàn)某一火箭殘體的軌道與飛船軌道有一交點(diǎn)，通知航天員某一時間飛船有可能與火箭殘體相遇。航天員隨即開動飛船上的發(fā)動機(jī)使飛船加速，脫離原軌道，關(guān)于飛船的運(yùn)動，下列說法正確的是A.飛船高度降低 B.飛船高度升高C.飛船周期

6、變小 D.飛船的向心加速度變大2.探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動，則變軌后與變軌前相比A.軌道半徑變小 B.向心加速度變小 C.線速度變小 D.角速度變小3.某衛(wèi)星的發(fā)射軌道為橢圓軌道，如圖所示，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的離地面的高度分別為439 km和2 384 km，則（ ）A.衛(wèi)星的發(fā)射速度小于7.9 km/sB.衛(wèi)星在M點(diǎn)的速度等于N點(diǎn)的速度C.衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度D.衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9 km/s4人造衛(wèi)星離地球表面距離等于地球半徑R，衛(wèi)星以速度v沿圓軌道運(yùn)動，設(shè)地面上的重力加速度為g，則（ ）A. B. C. D. 5.航天飛機(jī)

7、在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)短時間開動小型發(fā)動機(jī)進(jìn)行變軌，從圓形軌道進(jìn)入橢圓道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示。下列說法中正確的有 A在軌道上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度B在A點(diǎn)短時間開動發(fā)動機(jī)后航天飛機(jī)的速率增大了C在軌道上運(yùn)動的周期小于在軌道上運(yùn)動的周期D在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度6宇航員在月球上做自由落體實驗，將某物體由距月球表面高h(yuǎn)處釋放，經(jīng)時間t后落到月球表面(設(shè)月球半徑為R)據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動所必須具有的速率為A. B. C. D.題號123456答案二解答題：7.若取地球的第一宇宙速度為8 km/s，某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，則這顆行星的第一宇宙速度約為多大？8.“嫦娥一號”的成功發(fā)射，為實現(xiàn)中華