2011年修武一中分校高一人教版物理必修2：§6.5《宇宙航行》導(dǎo)學(xué)案

1、祝學(xué)子學(xué)業(yè)有成，取得好成績(jī)6。5宇宙航行導(dǎo)學(xué)案編寫人：周到 審核:高一物理組寄語(yǔ)：潛能是一個(gè)成大事者的重鎊炸彈?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)。知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。 2.通過(guò)實(shí)例，了解人類對(duì)太空的探索過(guò)程。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】第一宇宙速度的推導(dǎo)，了解第二、第三宇宙速度?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】牛頓在思考萬(wàn)有引力定律時(shí)就曾經(jīng)想過(guò),從高山上水平拋出的物體速度一次比一次大時(shí)，落點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn)。如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，這就是人造地球衛(wèi)星的雛形。那么這個(gè)速度需要多大呢?學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之后便可以解決上述問(wèn)題。一、宇宙速度1。

2、平拋物體的速度逐漸增大，物體的落地點(diǎn)如何變化?2。速度達(dá)到一定值后，物體能否落回地面？3。若不能,此速度必須滿足什么條件？4。若此速度在增大，又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？1.牛頓的設(shè)想（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)初速度足夠大時(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 作用，人造衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由 提供。（3）人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度a。設(shè)地球質(zhì)量為m，衛(wèi)星質(zhì)量為m,軌道半徑為r，由于萬(wàn)有引力提供向心力，則人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度應(yīng)該是多大？b.角速度

3、和周期與軌道半徑的關(guān)系呢？可見：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，角速度 ，周期 。注意：高軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星速度小，是否發(fā)射也容易呢?這就需要看衛(wèi)星的發(fā)射速度，而不是運(yùn)行速度。2.宇宙速度（1)第一宇宙速度問(wèn)題：牛頓實(shí)驗(yàn)中，炮彈至少要以多大的速度發(fā)射，才能在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？地球半徑為6400km。 結(jié)論：如果發(fā)射速度小于 ，炮彈將落到地面，而不能成為一顆衛(wèi)星；發(fā)射速度等于 ，它將在地面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；要發(fā)射一顆半徑大于地球半徑的人造衛(wèi)星，發(fā)射速度必須大于 ?？梢?，向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星要困難.意義:第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度,所以也稱

4、為 速度。（2）第二宇宙速度大小 .意義:使衛(wèi)星掙脫地球的束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度，也稱為 速度。注意：發(fā)射速度大于 ，而小于 ，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡為橢圓；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。（3）第三宇宙速度大小 .意義：使衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度，也稱為 速度.注意：發(fā)射速度大于 ,而小于 ,衛(wèi)星繞太陽(yáng)作橢圓運(yùn)動(dòng),成為一顆人造行星。如果發(fā)射速度大于等于 ，衛(wèi)星將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的空間。3.同步衛(wèi)星（1)什么叫同步衛(wèi)星？（2）同步衛(wèi)星具有幾個(gè)特點(diǎn)？二、夢(mèng)想成真探索宇宙的奧秘,奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空，是人類自古以來(lái)的夢(mèng)想，那么

5、夢(mèng)想成真了嗎？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“夢(mèng)想成真”部分。1。是誰(shuí)真正為人類邁向太空提供了科學(xué)思想？2。世界上第一顆人造地球衛(wèi)星是哪個(gè)國(guó)家發(fā)射的？3.最先登上月球的是哪國(guó)人？4。中國(guó)載人航天工程是哪一年正式啟動(dòng)的？5.中國(guó)第一個(gè)被送入太空的航天員是誰(shuí)？【反思小結(jié)】檢測(cè)卡（a級(jí)）1.關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法中正確的是（ ）a、它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度b、它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運(yùn)行速度c、它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度d、它是衛(wèi)星的橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度（a級(jí)）2。下列軌道中不可能是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道的是( )(c級(jí)）3。某人站在星球上以速度v豎直上拋一物體,經(jīng)t秒后物體落回手中，已知星球半徑為r，現(xiàn)