物理必修ⅱ滬科版 5.4 飛出地球去1導(dǎo)學(xué)案

1、延長縣中學(xué)學(xué)生自主學(xué)習(xí)導(dǎo)學(xué)案 科 目物理課 題飛出地球去課型新授課設(shè)計人衛(wèi)尚昆審查人衛(wèi)尚昆審批人序號5-05學(xué)習(xí)目標(biāo)1、會推導(dǎo)第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；2、了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，知道近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點；3、培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情，樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)學(xué)習(xí)重點第一宇宙速度的推導(dǎo)過程和方法，了解第一宇宙速度的應(yīng)用。學(xué)習(xí)難點1、人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度與運行速度的區(qū)別。2、掌握有關(guān)人造衛(wèi)星計算及計算過程中的一些代換。學(xué) 習(xí) 過 程筆 記預(yù)習(xí)案課前預(yù)習(xí)閱讀教材內(nèi)容，完成下列問題：一、人造衛(wèi)星1、人造衛(wèi)星的工作原理衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時， 提供向心力，即= ，期中r為 的距離。

2、2、衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期與半徑R的關(guān)系由=, 得V= R越大，v越小。由，得= ，R越大，越小。由，得T= ,R越大，T越大。二、宇宙速度1、第一宇宙速度：大?。?，意義：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近 的速度，所以也稱為 。2、第二宇宙速度：大?。?，意義：使衛(wèi)星掙脫 的束縛，成為繞 運行的人造行星的最小發(fā)射速度，也稱為 。3、第三宇宙速度：大?。?，意義：使衛(wèi)星掙脫 束縛，飛出太陽系的最小發(fā)射速度，也稱為 。三、為了和平與進(jìn)步1、1957年10月 成功發(fā)射了 ；2、1969年7月美國 登上月球；3、2003年10月15日我國宇航員 踏入太空。預(yù)習(xí)自測：1、人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越

3、大，則（ ）A.速度越小，周期越小 B.速度越小，周期越大C.速度越大，周期越小 D.速度越大，周期越大2、2012年6月16日，我國成功發(fā)射了搭載3名宇航員的“神州”9號飛船，在飛船進(jìn)入圓形軌道環(huán)繞地球飛行時，它的線速度大?。?）A等于79 kms B介于79km/s和112km/s之間C小于79km/s D介于79km/s和167km/s之間我的疑惑：請你將預(yù)習(xí)中未能解決的問題和有疑惑的問題寫下來，待課堂上與老師和同學(xué)探究解決。探究案一、 質(zhì)疑探究質(zhì)疑解疑、合作探究探究一：人造地球衛(wèi)星1、比較衛(wèi)星的各個物理量隨軌道半徑的變化關(guān)系人造地球衛(wèi)星的線速度跟半徑是什么關(guān)系？衛(wèi)星的線速度什么時候最大

4、？衛(wèi)星的周期跟半徑是什么關(guān)系？衛(wèi)星的周期什么時候最小？（1）人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，則萬有引力提供向心力，即：F萬=F向，公式為：_=ma=_=_ _=_ _;a=_ _,可見隨著軌道半徑增大，衛(wèi)星的向心加速度減小，向心力減??；w=_ _,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的角速度 ；T=_ _,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星繞地球運行的周期 ，近地衛(wèi)星的周期約為84.6min，其他衛(wèi)星的周期都大于這個數(shù)值；v=_ _,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星線速度 ；2、近地衛(wèi)星：軌道半徑等于地球的半徑，它的運行速度是_,也是衛(wèi)星的_ _環(huán)繞速度。3、同步衛(wèi)星：什么是地球同步衛(wèi)星？地球同步衛(wèi)星有哪些特點？周期_地球自

5、轉(zhuǎn)周期；T=24h;角速度_地球自轉(zhuǎn)角速度；提示：延長縣上空是否有同步衛(wèi)星？為什么？各個國家發(fā)射的同步衛(wèi)星距離地面高度是否相同？為什么？同步衛(wèi)星是否會發(fā)生碰撞？為什么？總結(jié)：同步衛(wèi)星的特點：問題1：有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運行，已知它們的軌道半徑之比r1：r24：1，求這顆衛(wèi)星的：線速度之比；角速度之比；周期之比；向心加速度之比。針對訓(xùn)練：1、1957年10月，原蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，衛(wèi)星重83.6kg，每96min繞地球飛行一圈，請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識計算這顆衛(wèi)星的軌道半徑是多少？衛(wèi)星距地面的高度是多少？衛(wèi)星的線速度是多少？（地球半徑R=6400km）思考：能否發(fā)射一顆周期為8

6、0min的人造地球衛(wèi)星？探究二：第一宇宙速度的理解與計算 在地面附近將物體以一定的水平速度發(fā)射出去，如果速度 ，物體不再在落回地球表面，而是剛好在地球表面附近圍繞地球做 運動，成為地球的 ，這時的發(fā)射速度就叫做第一宇宙速度。第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最 發(fā)射速度，也是衛(wèi)星在地球表面附近圍繞地球做勻速圓周運動的運行速度，是人造地球衛(wèi)星的最 運行速度。推導(dǎo)：方法一：設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，繞地球做勻速圓周運動的飛行器的質(zhì)量為m，飛行器的速度（第一宇宙速度）為v1。飛行器運動所需的向心力是由 提供的，近地衛(wèi)星在“地面附近”飛行，可以用地球半徑R代表衛(wèi)星到地心的距離，根據(jù)牛頓第二定律得方程： ，可

7、解出v1 =_ _=_ _ km/s。方法二：物體在地球表面受到的引力可以近似認(rèn)為等于重力，所以 ，解得v1 =_ _=_ _ km/s。問題1、海王星的質(zhì)量約是地球的16倍，它的半徑是地球的4倍，地球的第一宇宙速度為7.9km/s，則海王星的第一宇宙速度為多大？針對訓(xùn)練：2、已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T。二、小結(jié)：這節(jié)課你學(xué)到了什么，試著總結(jié)一下。三、當(dāng)堂檢測有效訓(xùn)練、反饋矯正1、關(guān)于第一宇宙速度，下面說法中正確的是（ ）A它是人造衛(wèi)星繞地球運

8、行的最小速度B它是人造衛(wèi)星繞地球運行的最大速度C它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度D它是能使衛(wèi)星進(jìn)人近地圓形軌道的最小發(fā)射速度2、如圖中的圓a、b、c,其圓心均在地球的自轉(zhuǎn)軸線上，b、c的圓心與地心重合，對衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動而言( )A.衛(wèi)星的軌道可能為a B.衛(wèi)星的軌道可能為bC.衛(wèi)星的軌道可能為c D.同步衛(wèi)星的軌道只可能為b3、在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道。則（ ） A該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB衛(wèi)星在同步軌道上的運行速度大于7.9km/s C在軌道上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度D衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道進(jìn)入軌道4、在地球（看作質(zhì)量均勻分布的球體）上空有許多同步衛(wèi)星，下面說法中正確的是（ ）A它們的質(zhì)量可能不同 B它們的速率可能不同C它們的向心加速度大小可能不同 D它們離地面的距離可能不同5、據(jù)報道，“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200Km和100Km，運動速率分別為v1和v2，那么v1和v2的比值為（月球半徑取1700Km）A B C D6、1