人民教育出版必修二65《宇宙航行》課程教案10

1、6.5 宇宙航行（學(xué)案）一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。二、課前預(yù)習(xí)ABCD1、設(shè)天體A繞天體B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則天體A的線速度、角速度、周期及加速度的大小分別由哪些量決定？2、請(qǐng)大家看下面的幾條衛(wèi)星軌道，試判斷哪幾條是可能的，哪幾條是不可能的？并總結(jié)衛(wèi)星軌道的特點(diǎn)。3、關(guān)于發(fā)射衛(wèi)星的問(wèn)題，牛頓在思考萬(wàn)有引力定律時(shí)就曾想過(guò)，從高山上水平拋出物體，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)。如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星。如圖。請(qǐng)你替牛頓算一算，需要多大的速度物體才能不落回地球，而是像衛(wèi)星一樣繞地球做勻速

2、圓周運(yùn)動(dòng)？4、為什么拋出速度小于7.9km/s時(shí)物體會(huì)落到地面上，而不會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)呢？5、如果拋出速度大于7.9km/s呢？6、通過(guò)剛才的計(jì)算我們知道7.9km/s的速度是衛(wèi)星在地球表面運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，即近地衛(wèi)星的速度。實(shí)際應(yīng)用中的近地衛(wèi)星在100200km的高度飛行，與地球半徑6400km相比，完全可以說(shuō)是在“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r即軌道半徑。7、比近地軌道外層軌道上的衛(wèi)星的線速度與7.9km/s相比是大還是小呢？8、如果要將衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)到外層軌道，發(fā)射速度應(yīng)該比7.9km/s大還是小呢？9、第一宇宙速度是 的環(huán)繞速度，同時(shí)也是 的發(fā)射速度。（“最大”或“最小”

3、）10、什么是同步衛(wèi)星？同步衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)？幾顆同步衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)全球通信？三、經(jīng)典例題1234例1、如圖所示，試比較四顆衛(wèi)星的線速度、角速度、周期及加速度的大小關(guān)系。例2、可發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，使其圓軌道滿足下列條件（ ）A、與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面的同心圓B、與地球表面上某一經(jīng)度線是共面的同心圓C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的例3、我國(guó)自行研制的“風(fēng)云一號(hào)”、“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是不同的?！耙惶?hào)”是極地圓形軌道衛(wèi)星。其軌道平面與赤道平面垂直，周期是12h；“二號(hào)”是地球同步衛(wèi)星。兩顆

4、衛(wèi)星相比 號(hào)離地面較高； 號(hào)觀察范圍較大； 號(hào)運(yùn)行速度較大。若某天上午8點(diǎn)“風(fēng)云一號(hào)”正好通過(guò)某城市的上空，那么下一次它通過(guò)該城市上空的時(shí)刻將是 。例4、假設(shè)地球質(zhì)量不變，而地球半徑增大到原來(lái)的2倍，那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度為原來(lái)的（ ）倍A B C D 2 例5、同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造衛(wèi)星（ ）A.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點(diǎn)的正下方，但離地心的距離是一定的C.它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，但離地心的距離是一定的四、鞏固練習(xí)1、假定宇宙空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)

5、動(dòng)，則在空間站上，下列實(shí)驗(yàn)不能做成的是：（ ）A、天平稱物體的質(zhì)量 B、用彈簧秤測(cè)物體的重量C、用測(cè)力計(jì)測(cè)力 D、用水銀氣壓計(jì)測(cè)飛船上密閉倉(cāng)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)2、月球的質(zhì)量約為地球的1/81，半徑約為地球半徑的1/4，地球上第一宇宙速度約為7.9km/s,則月球上第一宇宙速度為多少？3、人造地球衛(wèi)星與地面的距離為地球半徑的1.5倍，衛(wèi)星正以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地面的重力加速度為，、 、這三個(gè)物理量之間的關(guān)系是（ ）： ： ： ：4、下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是：（ ）A、為避免通訊衛(wèi)星在軌道上相撞，應(yīng)使它們運(yùn)行在不同的軌道上B、通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在地球赤道上空某處，所有通訊衛(wèi)星的周期都是24hC、不同國(guó)家發(fā)射通訊衛(wèi)星的地點(diǎn)不同，這些衛(wèi)星的軌道不一定在同一平面上D、不同通訊衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。5、地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則： （ ）Aa是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，C是地球表面處的重力加速度；Ba是地球半徑。b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是同步衛(wèi)星的加速度；Ca是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，C是同步衛(wèi)星的加速度Da是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是地球