第五節(jié) 宇 宙 航 行

物理·必修2（人教版）第六章萬(wàn)有引力與航天 第五節(jié)宇宙航行

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欄目鏈接情景切入“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星是嫦娥繞月探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第三顆人造繞月探月衛(wèi)星．“嫦娥三號(hào)”要攜帶探測(cè)器在月球著陸，實(shí)現(xiàn)月面巡視、月夜生存等重大突破，開展月表地形地貌與地質(zhì)構(gòu)造、礦物組成和化學(xué)成分等探測(cè)活動(dòng)．根據(jù)中國(guó)探月工程三步走的規(guī)劃，中國(guó)將在2013年前后進(jìn)行首次月球軟著陸探測(cè)和自動(dòng)巡視勘察．

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欄目鏈接1．知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度．2．掌握人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系．3．了解人造衛(wèi)星的相關(guān)知識(shí)及我國(guó)衛(wèi)星發(fā)射的情況，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)熱情．

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欄目鏈接一、人造衛(wèi)星1．牛頓對(duì)人造衛(wèi)星原理的描繪．設(shè)想在高山上有一門大炮，水平發(fā)射炮彈，初速度越大，水平射程就越大．可以想象，當(dāng)初速度________時(shí)，這顆炮彈將不會(huì)落到地面，將和月球一樣成為地球的一顆人造地球衛(wèi)星．2．人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因．人造衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行時(shí)，只受到地球?qū)λ娜f(wàn)有引力作用，人造衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由__________提供．足夠大萬(wàn)有引力課前導(dǎo)讀

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欄目鏈接二、宇宙速度1．__________________________________的速度，叫做第一宇宙速度，也叫地面附近的環(huán)繞速度．2．近地衛(wèi)星的軌道半徑為：r＝________，萬(wàn)有引力提供向心力，則有________＝________．從而第一宇宙速度為：v＝________＝________km/s.3．第二宇宙速度的大小為______．如果在地面附近發(fā)射飛行器，發(fā)射速度7.9km/s<v<11.2km/s；則它繞地面運(yùn)行的軌跡是________．物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)R7.911.2km/s橢圓課前導(dǎo)讀

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欄目鏈接4．第三宇宙速度的大小為________，即若在地面附近發(fā)射一個(gè)物體，使物體能夠掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系外，則必須使它的速度等于或大于第三宇宙速度．16.7km/s

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欄目鏈接問題一人造衛(wèi)星的軌道有什么特點(diǎn)？衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)有哪些規(guī)律？1．衛(wèi)星的軌道．衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓軌道．衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，地心是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，其周期和半長(zhǎng)軸的關(guān)系遵循開普勒第三定律．問題探究

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欄目鏈接衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)行時(shí)，由于地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供了衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的向心力，而萬(wàn)有引力指向地心，所以，地心必須是衛(wèi)星圓軌道的圓心．衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步衛(wèi)星)，也可以和赤道平面垂直，還可以和赤道平面成任一角度，如圖所示．2．運(yùn)行規(guī)律．根據(jù)萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律和向心力公式得問題探究

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欄目鏈接名師提示：人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)情況(線速度、角速度、周期等)是由其軌道半徑r唯一決定的，與衛(wèi)星自身的質(zhì)量等因素?zé)o關(guān)．在軌道半徑、線速度、角速度和周期這四個(gè)物理量中，當(dāng)一個(gè)量發(fā)生變化時(shí)，另外三個(gè)量會(huì)同時(shí)發(fā)生變化．問題探究

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欄目鏈接嘗試應(yīng)用CD答案：?jiǎn)栴}探究

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欄目鏈接問題二怎樣理解第一宇宙速度？怎樣區(qū)分人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和繞行速度？問題探究

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欄目鏈接嘗試應(yīng)用A答案：2．關(guān)于宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是(

)A．第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小發(fā)射速度B．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C．第二宇宙速度是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度D．第三宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度

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欄目鏈接知識(shí)解惑題型1人造衛(wèi)星的v、ω、T與r的關(guān)系

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欄目鏈接知識(shí)解惑解析：

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欄目鏈接答案：C知識(shí)解惑

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欄目鏈接名師歸納：衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其向心加速度a、線速度v、角速度ω、轉(zhuǎn)速(每秒轉(zhuǎn)的圈數(shù))n和周期T都跟衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，但與中心天體的質(zhì)量有關(guān)；不同的衛(wèi)星繞同一中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道半徑越大，則周期T也越大，但向心加速度a、線速度v、角速度ω和轉(zhuǎn)速n越?。R(shí)解惑變式應(yīng)用

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欄目鏈接答案：AC知識(shí)解惑

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欄目鏈接題型2第一宇宙速度知識(shí)解惑解析：

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欄目鏈接答案：B知識(shí)解惑

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欄目鏈接名師歸納：處理天體運(yùn)動(dòng)問題，就要明確天體表面重力加