【優(yōu)化方案】高中物理 第5章5.4 飛出地球去課件 滬科必修2

5．4飛出地球去

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練5.4課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度．2．了解人類沖出地球，飛向宇宙的艱難歷程和偉大成就，同時(shí)了解我國(guó)航天工作者的豐功偉績(jī)．重點(diǎn)難點(diǎn)：人造地球衛(wèi)星的相關(guān)問題及第一宇宙速度的計(jì)算．課標(biāo)定位課前自主學(xué)案一、三個(gè)宇宙速度1．第一宇宙速度要想發(fā)射人造衛(wèi)星，必須具有足夠的速度，發(fā)射人造衛(wèi)星最小的發(fā)射速度稱為第一宇宙速度，又叫地面附近的環(huán)繞速度．v＝_____________

＝__________.7.9km/s2．第二宇宙速度——飛出地球去當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于___________時(shí)，它繞地球運(yùn)行的軌跡就不再是圓形，而是橢圓形．當(dāng)衛(wèi)星的速度等于或大于____________時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力不再繞地球運(yùn)行，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星或飛到其他行星上去，我們把_____________稱為第二宇宙速度，又叫______________．7.9km/s11.2km/s11.2km/s脫離速度3．第三宇宙速度——飛出太陽(yáng)系當(dāng)物體的速度等于或大于___________時(shí)，物體便將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間中去，我們把_____________稱為第三宇宙速度，又叫地面附近的____________．16.7km/s16.7km/s逃逸速度思考感悟我國(guó)于2010年發(fā)射了一個(gè)火星探測(cè)器，試問這個(gè)探測(cè)器大體以多大的速度從地球上發(fā)射？提示：火星探測(cè)器繞火星運(yùn)動(dòng)，脫離了地球的束縛，但沒有掙脫太陽(yáng)的束縛，因此它的發(fā)射速度應(yīng)在第二宇宙速度與第三宇宙速度之間，即11.2km/s<v<16.7km/s.二、為了和平與進(jìn)步俄羅斯的學(xué)者_(dá)______________________最早系統(tǒng)地提出了航空理論．1957年10月4日，__________發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星．1961年4月12日，蘇聯(lián)發(fā)射了第一艘載人飛船．1969年7月20日，________的宇宙飛船“阿波羅11號(hào)”第一次實(shí)現(xiàn)人類登月．齊奧爾科夫斯基蘇聯(lián)美國(guó)1976年7月和9月，________的“海盜”1號(hào)和“海盜”2號(hào)在火星先后成功地軟著陸．1984年4月12日，第一架航天飛機(jī)“哥倫比亞”號(hào)發(fā)射成功．2003年10月15日，________第一艘載人飛船“神舟五號(hào)”發(fā)射成功．2005年10月12日，中國(guó)自主研制的“神舟六號(hào)”載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，“神舟六號(hào)”載人飛船發(fā)射成功．美國(guó)中國(guó)核心要點(diǎn)突破2．三種宇宙宙速度的理理解(1)第一宇宙速速度是定值值：從上面面的兩種推推導(dǎo)，導(dǎo)出出了第一宇宇宙速度的的表達(dá)式，，看出第一一宇宙速度度是定值．．若要將其其值計(jì)算出出來(lái)，要么么知道R和M，要么知道道R和g，第一宇宙宙速度之值值僅與中心心星球有關(guān)關(guān)，與衛(wèi)星星無(wú)關(guān)．(3)對(duì)第二宇宙宙速度和第第三宇宙速速度的認(rèn)識(shí)識(shí)①當(dāng)當(dāng)11.2km/s>v>7.9km/s時(shí)：：衛(wèi)衛(wèi)星星繞繞地地球球旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，，其其軌軌道道或或者者是是圓圓或或者者是是橢橢圓圓．．如如果果是是橢橢圓圓，，地地球球位位于于一一個(gè)個(gè)焦焦點(diǎn)點(diǎn)上上．．②當(dāng)當(dāng)16.7km/s>v≥11.2km/s時(shí)：：衛(wèi)衛(wèi)星星脫脫離離地地球球的的束束縛縛，，成成為為太太陽(yáng)陽(yáng)系系的的一一顆顆““小小行行星星””．．③當(dāng)當(dāng)v≥16.7km/s時(shí)：：衛(wèi)衛(wèi)星星脫脫離離太太陽(yáng)陽(yáng)的的引引力力束束縛縛跑跑到到太太陽(yáng)陽(yáng)系系以以外外的的空空間間中中去去．．即時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)用用(即時(shí)時(shí)突突破破，，小小試試牛牛刀刀)1．一一顆顆人人造造地地球球衛(wèi)衛(wèi)星星以以初初速速度度v發(fā)射射后后，，可可繞繞地地球球做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，若若使使發(fā)發(fā)射射速速度度為為2v，該該衛(wèi)衛(wèi)星星可可能能()A．繞繞地地球球做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，周周期期變變大大B．繞繞地地球球運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，軌軌道道變變?yōu)闉闄E橢圓圓C．不不繞繞地地球球運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，成成為為太太陽(yáng)陽(yáng)系系的的人人造造行行星星D．掙掙脫脫太太陽(yáng)陽(yáng)引引力力的的束束縛縛，，飛飛到到太太陽(yáng)陽(yáng)系系以以外外的的宇宇宙宙中中解析析：：選C.人造造地地球球衛(wèi)衛(wèi)星星以以初初速速度度v發(fā)射射，，可可繞繞地地球球做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，，則則發(fā)發(fā)射射速速度度滿滿足足7.9km/s≤v<11.2km/s，所所以以發(fā)發(fā)射射速速度度為為2v時(shí)，，2v≥15.8km/s，即即發(fā)發(fā)射射速速度度一一定定大大于于第第二二宇宇宙宙速速度度11.2km/s，衛(wèi)衛(wèi)星星一一定定脫脫離離地地球球束束縛縛，，成成為為太太陽(yáng)陽(yáng)系系的的人人造造行行星星．．C選項(xiàng)正正確．．二、人人造地地球衛(wèi)衛(wèi)星1.人造衛(wèi)衛(wèi)星的的軌道道衛(wèi)星繞繞地球球做勻勻速圓圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)由地地球?qū)?duì)它的的萬(wàn)有有引力力充當(dāng)當(dāng)向心心力，，地球球?qū)πl(wèi)衛(wèi)星的的萬(wàn)有有引力力指向向地心心，而而做勻勻速圓圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的物體體的圖5－4－1三、地地球同同步衛(wèi)衛(wèi)星的的特點(diǎn)點(diǎn)地球同同步衛(wèi)衛(wèi)星是是指在在赤道道平面面內(nèi)，，以和和地球球自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角速速度相相同的的角速速度繞繞地球球運(yùn)動(dòng)動(dòng)的衛(wèi)衛(wèi)星，，同步步衛(wèi)星星又叫叫通訊訊衛(wèi)星星．同同步衛(wèi)衛(wèi)星有有以下下幾個(gè)個(gè)特點(diǎn)點(diǎn)：1．周期期一定定：同同步衛(wèi)衛(wèi)星在在赤道道上空空相對(duì)對(duì)地球球靜止止，它它繞地地球的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)與地地球自自轉(zhuǎn)同同步，，它的的運(yùn)動(dòng)動(dòng)周期期就等等于地地球自自轉(zhuǎn)的的周期期，即即T＝24h.2．角速速度一一定：：同步步衛(wèi)星星繞地地球運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的角速速度等等于地地球自自轉(zhuǎn)的的角速速度．．4．環(huán)繞繞速度度大小小一定定：所所有同同步衛(wèi)衛(wèi)星繞繞地球球運(yùn)動(dòng)動(dòng)的線線速度度的大大小是是一定定的，，都是是3.08km/s.5．向心心加速速度大大小一一定：：所有有同步步衛(wèi)星星由于于到地地心距距離相相同，，所以以，它它們繞繞地球球運(yùn)動(dòng)動(dòng)的向向心加加速度度大小小都相相同，，約為為0.23m/s2.即時(shí)應(yīng)應(yīng)用(即時(shí)突突破，，小試試牛刀刀)3．據(jù)報(bào)報(bào)道，，我國(guó)國(guó)數(shù)據(jù)據(jù)中繼繼衛(wèi)星星“天鏈一一號(hào)01星”于2008年4月25日在西西昌衛(wèi)衛(wèi)星發(fā)發(fā)射中中心發(fā)發(fā)射升升空，，經(jīng)過過4次變軌軌控制制后，，于5月1日成功功定點(diǎn)點(diǎn)在東東經(jīng)77°°赤道上上空的的同步步軌道道．關(guān)關(guān)于成成功定定點(diǎn)后后的“天鏈一一號(hào)01星”，下列列說法法正確確的是是()A．運(yùn)行行速度度大于于7.9km/sB．離地地面高高度一一定，，相對(duì)對(duì)地面面靜止止C．繞地地球運(yùn)運(yùn)行的的角速速度比比月球球繞地地球運(yùn)運(yùn)行的的角速速度大大D．向心心加速速度與與靜止止在赤赤道上上物體體的向向心加加速度度大小小相等等課堂互動(dòng)講練第一宇宙速度的理解和計(jì)算類型一例1已知地地球半半徑為為R，地球球表面面重力力加速速度為為g，不考考慮地地球自自轉(zhuǎn)的的影響響．(1)推導(dǎo)第第一宇宇宙速速度v1的表達(dá)達(dá)式；；(2)若衛(wèi)星星繞地地球做做勻速速圓周周運(yùn)動(dòng)動(dòng)，運(yùn)運(yùn)行軌軌道距距離地地面高高度為為h，求衛(wèi)衛(wèi)星的的運(yùn)行行周期期T.【方法總總結(jié)】第一宇宇宙速速度是是在天天體表表面發(fā)發(fā)射衛(wèi)衛(wèi)星的的最小小發(fā)射射速度度，也也是衛(wèi)衛(wèi)星近近“地”最大環(huán)環(huán)繞速速度，，不同同天體體的第第一宇宇宙速速度一一般不不同．．求解解第一一宇宙宙速度度常用用兩種種方法法：人造地球衛(wèi)星的分析類型二例2如圖5－4－2所示，，a、b、c是地球球大氣氣層外外圓形形軌道道上運(yùn)運(yùn)行的的三顆顆行星星，a和b質(zhì)量相相等且且小于于c的質(zhì)量量，則則()A．b所需向向心力力最小小B．b、c的周期期相同同且大大于a的周期期C．b、c的向心心加速速度大大小相相等，，且大大于a的向心心加速速度D．b、c的線速速度大大小相相等，，且小小于a的線速度圖5－4－2【答案】ABD衛(wèi)星變軌問題分析類型三例3(2011年寧夏固原原高一考試試)發(fā)射地球同同步衛(wèi)星時(shí)時(shí)，先將衛(wèi)衛(wèi)星發(fā)射至至近地圓軌軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)點(diǎn)火，使其其沿橢圓軌軌道2運(yùn)行，最后后再次點(diǎn)火火，將衛(wèi)星星送入同步步圓軌道3，軌道1、2相切于近地地點(diǎn)Q.軌道2、3相切于遠(yuǎn)地地點(diǎn)P，如圖5－4－3所示．則在在衛(wèi)星分別別在1、2、3軌道上正常常運(yùn)行時(shí)，，以下說法法正確的是是()A．衛(wèi)星在軌軌道3上的速率大大于在軌道道1上的速率B．衛(wèi)星在軌軌道3上的角速度度小于在軌軌道1上的角速度度C．衛(wèi)星在軌軌道1上