高中物理第六章万有引力与航天6.5宇宙航行学案(无答案)新人教版必修.pdf

江苏省赣榆县高中物理第六章万有引力与航天6.5宇宙航行学案（无答案）新人教版必修2
江苏省赣榆县高中物理第六章万有引力与航天6.5宇宙航行学案（无答案）

新人教版必修2

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§6。5宇宙航行

【学习目标】

1、正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。

2、知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。

3、了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点

4、卫星变轨问题

【知识链接】

向心力表达式:F===
n

==

【学习内容】

牛顿的思考:从高山上水平抛出一物体，速度一次比一次大，落地点也会一次比一次远，如

果速度足够大，物体就不在落回地面，将运动，成为。

一、规律探究：宇宙速度

（1）.第一宇宙速度

叫做第一宇宙速度。

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提供的，近地卫星在
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“地面附近”飞行,可以用地球半径R代表卫星到地心的距离，根据牛顿第二定律得方

程:，

可解出v=_____=_____km/s.
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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，所以，解得v
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=_____=_____km/s。

（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：v=________。
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(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v=_________。
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二、人造地球卫星

思考讨论：a.卫星绕地球做匀速圆周运动时，是什么力提供向心力?，

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,b。所以

卫星做圆周运动的圆心和地球的地心有什么关系？

这样就存在三类人造地球卫星轨道：

①赤道轨道:卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方;

②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;

③一般轨道,卫星轨道和赤道成一定角度.

c.地球有很多人造地球卫星，这些卫星有快有慢，如果卫星的运动是匀速圆周运动:

（1）它们的运行的线速度与什么有关？

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说明：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）它们的角速度与什么有关？

(3）它们的周期与什么有关？

（4)它们的的向心加速度与什么有关？

讨论：如果卫星绕地球做匀速圆周运动,那么卫星的圆周运动半径越大，线速度越;角速

度越；周期越;向心加速度越。(填“大”或“小"）
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与卫星质量关。（填“有”或“无”)
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例1、如图所示,m>m>m>m,试比较四颗卫星的线速度、
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角速度、周期及加速度的大小关系.

三、。地球同步卫星

卫星环绕地球的角速度与地球自转的周期相同，相对于地面静止,因此从地球上看它总在

某地的正上方，因此叫做地球同步卫星。

1。各个国家发射的同步卫星距离地面高度是否相同？为什么?

2.同步卫星是否会发生碰撞？为什么？

总结：同步卫星的特点:

(1）、定周期：T=24h

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（2)、定轨道：地球同步卫星在通过赤道的平面上运行，

（3）、定高度：离开地面的高度h为定值，约为地球轨道半径的6倍。h=36000千米

（4)