宇宙航行导学案.doc

(完整word)宇宙航行导学案(完整word)宇宙航行导学案(完整word)宇宙航行导学案宇宙航行【学习目标】1。了解人造卫星的有关知识,知道其运动规律.2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.3.搞清环绕速度与轨道半径的关系.【重点】会推导第一宇宙速度，知道三个宇宙速度的含义。【难点】环绕速度与轨道半径的关系。【自主导学】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。［说一说]：在地面附近将物体以一定的水平速度发射出去，如果速度，物体不再在落回地球表面，而是刚好在地球表面附近围绕地球做运动,成为地球的，这时的发射速度就叫做第一宇宙速度。第一宇宙速度是人造地球卫星的最发射速度,也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最运行速度.第一宇宙速度的推导：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，飞行器的速度（第一宇宙速度）为v。飞行器运动所需的向心力是由万有引力提供的，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，由此解出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，v=_____。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：在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于km/s，它就会克服的引力，永远离开地球,成为太阳的人造行星，这时的发射速度就叫做第二宇宙速度。[思考与讨论]:在地面附近发射物体，如果发射速度大于7。9km/s，而小于11。2km/s,它绕地球运行的轨迹是.3.第三宇宙速度:在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于km/s，它就会挣脱的束缚，飞到太阳系以外，成为人造小恒星，这时的发射速度就叫做第三宇宙速度。4．拓展辨析：a：运行速度:指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度b：发射速度：指被发射物体离开地面时的水平初速度二、人造地球卫星的发射与运转规律1、人造地球卫星的线速度跟半径是什么关系？卫星的线速度什么时候最大？2、卫星的周期跟半径是什么关系？卫星的周期什么时候最小?人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式___________=ma=_________=_____=_______a=_______，可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度；v=________，随着轨道半径的增大，卫星线速度；w=________，随着轨道半径的增大，卫星的角速度;T=_________，随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期，三、地球同步卫星1、同步卫星：是指相对于地面静止的卫星。地球同步卫星有哪些特点？①周期_____地球自转周期；T=24h;②角速度_____地球自转角速度;提示:北京上空是否有同步卫星?为什么？各个国家发射的同步卫星距离地面高度是否相同？为什么?同步卫星是否会发生碰撞？为什么？总结：同步卫星的特点：2、近地卫星:轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_________,也是卫星的_______环绕速度。【典例探究】【例题1】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?【变式训练1】关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是（）A、它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度B、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C、它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度D、它是能使卫星进入轨道的最大发射速度【例题2】有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运行,已知它们的轨道半径之比r1：r2＝4：1,求这颗卫星的：⑴线速度之比；⑵角速度之比；⑶周期之比；⑷向心加速度之比.【变式训练2】地球半径为6400km,在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为7.9×103m/s，则周期为多大?交流与讨论：能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？【例题3】地球表面的重力加速度为g,地球半径为R，自转周期为T,求地球的同步卫星离地面的高度.【变式训练3】同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（）A。它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值B。它可以在地面上任一点的正下方,但离地心的距离是一定的C.它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的【夯实基础】1。人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（)A．一定等于7。9km/sB．等于或小于7。9km/sC．一定大于7.9km/sD．介于7。9～11.2km/s之间2.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动,下列