6.5《宇宙航行》导学案

【学习目标】1、了解人造地球卫星的最初构想。2、分析人造地球卫星的受力和运动情况.3、知道三个宇宙速度的含义和数值.4、会推导第一宇宙速度。

【重点难点】重点和难点是第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用 【学法指导】认真阅读教材，体会行星的运动规律，加深对行星运动图景的感性认识 【合作探究】 探究一、宇宙速度

（1）第一宇宙速度：物体在地面附近绕地球做______________的速度叫做第一宇宙速度。（近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离）

方法一：设地球质量为M，半径为R，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，求飞行器的速度（第一宇宙速度）为v。

方法二：物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力，求第一宇宙速度为v。

注意：关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度，是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度。

（2）第二宇宙速度，是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，是在地球上发射绕太阳运行或飞到其他行星上去的飞行器的最小发射速度。其值为：v2=________。

（3）第三宇宙速度：是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的最小发射速度。其值是v3=_________。

针对练习1、关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是（ ） A．它是人造卫星绕地球运行的最小速度 B．它是人造卫星绕地球运行的最大速度 C．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 D．它是能使卫星进人近地圆形轨道的最小发射速度 探究二、人造地球卫星：人造地球卫星的轨道和运行速度

卫星绕地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供向心力，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星做圆周运动圆心和地球的地心重合。这样就存在三类人造地球卫星轨道：

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赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方； 极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空； 一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。

（2）同步卫星是指相对于地面静止的卫星。同步卫星必定位于赤道轨道，周期等于地球自转周期。 （3）人造地球卫星内的物体也受到地球的引力，卫星内物体受到地球的引力正好提供物体做圆周运动的向心力，物体处于完全失重状态。

针对练习2、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ ）

A．它的速度小于7.9km/s B．它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重合 C．每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的 D. 它的速度大于7.9km/s 当堂检测：

1、人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（ ） A.速度减小，周期增大 B.速度减小，周期减小 C.速度增大，周期增大 D.速度增大，周期减小 2、据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700Km）（ ） A．

19181918 B． C． D．1819 18193、地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，人造卫星在离地面高度为h处的重力加速度的表达

22RR(Rh)gRh2gg(Rh)g(Rh)2 C． A． B． R2 D．

式是：（ ）

4、在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是（ ） A．它们的质量可能不同 B．它们的速率可能不同 C．它们的向心加速度大小可能不同 D．它们离地面的距离可能不同

5、已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度

Rv1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星运行周期T。

【拓展提升】海王星的质量约是地球的16倍，它的半径是地球的4倍，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则海王星的第一宇宙速度为多大？

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