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1、5 宇宙航行文本式教學(xué)設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì) 本節(jié)重點(diǎn)講述了人造衛(wèi)星的發(fā)射原理,推導(dǎo)了第一宇宙速度,并介紹了第二、第三宇宙速度.人造衛(wèi)星是萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例,是人類征服自然的見證,體現(xiàn)了知識(shí)的力量,是學(xué)生學(xué)習(xí)了解現(xiàn)代科技知識(shí)的一個(gè)極好素材.教材不但介紹了人造衛(wèi)星中一些基本理論,更是在其中滲透了很多研究實(shí)際物理問題的物理方法.因此本節(jié)課是“萬(wàn)有引力定律與航天”中的重要內(nèi)容,是學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究天體物理問題的理論基礎(chǔ).另外,學(xué)生通過對(duì)人造衛(wèi)星、宇宙速度的了解,也將潛移默化地產(chǎn)生對(duì)航天科學(xué)的熱愛,增強(qiáng)民族自信心和自豪感. 本節(jié)內(nèi)容涉及人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和三個(gè)宇宙速度的含義,在處理有關(guān)衛(wèi)星的問
2、題時(shí),可以按勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型處理,進(jìn)而結(jié)合向心力公式、向心加速度公式及圓周運(yùn)動(dòng)公式,推導(dǎo)已知量和未知量的關(guān)系.學(xué)習(xí)宇宙速度時(shí),要對(duì)比記憶,明確其物理意義.應(yīng)掌握推導(dǎo)過程,體會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度的物理思想,另外,結(jié)合向心運(yùn)動(dòng)或離心運(yùn)動(dòng)分析衛(wèi)星軌道如何變化或改變的原因.教學(xué)重點(diǎn) 會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度,了解第二、第三宇宙速度.教學(xué)難點(diǎn) 運(yùn)行速率與軌道半徑之間的關(guān)系.課時(shí)安排 1課時(shí)三維目標(biāo)知識(shí)與技能1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí).2.知道三個(gè)宇宙速度的含義,會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度.3.通過實(shí)例,了解人類對(duì)太空的探索歷程.過程與方法1.能通過航天事業(yè)的發(fā)展史說明物理學(xué)的發(fā)展對(duì)于自然科學(xué)的促進(jìn)作用.2.通過用萬(wàn)有引
3、力定律推導(dǎo)第一宇宙速度,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力.情感態(tài)度與價(jià)值觀1.通過對(duì)我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的了解,進(jìn)行愛國(guó)主義的教育.2.關(guān)心國(guó)內(nèi)外航空航天事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì),有將科學(xué)技術(shù)服務(wù)于人類的意識(shí).課前準(zhǔn)備 多媒體課件、月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)演示儀.教學(xué)過程導(dǎo)入新課情景導(dǎo)入阿波羅飛船載人登月和返回地球的軌道示意圖 經(jīng)火箭發(fā)射,“阿波羅11號(hào)”首先進(jìn)入環(huán)繞地球的軌道,然后加速,脫離地球軌道后,慣性滑行,進(jìn)入環(huán)繞月球的軌道,最后登月艙降落在月球. 當(dāng)宇航員在月球上完成工作后,再發(fā)動(dòng)引擎進(jìn)入環(huán)月球的軌道,然后加速,脫離月球軌道,進(jìn)入地球軌道,最后降落于地球. 結(jié)合登月航線討論:為什么飛船能圍繞地球旋轉(zhuǎn)?飛
4、船在什么條件下能掙脫地球的束縛?情景導(dǎo)入 萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn),不僅解決了天上行星的運(yùn)行問題,也為人們開辟了上天的理論之路. 現(xiàn)代火箭航天技術(shù)先驅(qū)、俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基曾說過:“地球是人類的搖籃,人類絕不會(huì)永遠(yuǎn)躺在這個(gè)搖籃里,而會(huì)不斷地探索新的天體和空間.”1957年10月4日,前蘇聯(lián)用三級(jí)火箭發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星“旅行者1號(hào)”,人類開始邁入航天時(shí)代.火箭發(fā)射 2003年10月15日,“神舟五號(hào)”飛船載著中國(guó)第一位航天員楊利偉成功升空,這標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了載人航天時(shí)代. 那么,多大的速度才能使物體不再落回地面,而使其成為地球的一顆衛(wèi)星呢?情景導(dǎo)入 牛頓在思考萬(wàn)有引力定律時(shí)就曾經(jīng)想過,
5、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)容之后便可解決上述問題了.推進(jìn)新課一、宇宙速度課案片段一:人造地球衛(wèi)星課件展示1.人造衛(wèi)星發(fā)射及其在圓形軌道上的運(yùn)動(dòng).2.演示月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng).問題:1.拋出的石頭會(huì)落地,為什么衛(wèi)星、月球沒有落下來?2.衛(wèi)星、月球沒有落下來必須具備什么條件?學(xué)生帶著這兩個(gè)問題閱讀教材“宇宙速度”部分.策略:教師不要急于讓學(xué)生回答上述兩個(gè)問題,提出這兩個(gè)問題的目的是讓學(xué)生帶著問題去閱讀課文,具有針對(duì)性,而且這兩個(gè)問題可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.教
6、師活動(dòng):演示拋物實(shí)驗(yàn),提出問題:1.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.若此速度再增大,又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?組織學(xué)生討論、交流,大膽猜測(cè).結(jié)論:1.平拋物體的速度逐漸增大,物體的落地點(diǎn)逐漸變大.2.速度達(dá)到一定值后,物體將不再落回地面.3.物體不落回地面時(shí)環(huán)繞地面做圓周運(yùn)動(dòng),所受地面的引力恰好用來提供向心力,滿足.4.若此速度再增大,物體不落回地面,也不再做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力不能提供所需要的向心力,從而做離心運(yùn)動(dòng),軌道為橢圓軌道.合作探究 教師引導(dǎo)學(xué)生共同探究出:1.人造衛(wèi)星:物體繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),此
7、物體成為地球的衛(wèi)星.2.衛(wèi)星軌道:可以是圓軌道,也可以是橢圓軌道. 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)動(dòng)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. 衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)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.3.衛(wèi)星的種類: 衛(wèi)星主要有偵察衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、地球資源勘測(cè)衛(wèi)星、科學(xué)研究衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星和測(cè)地衛(wèi)星等種類.4.衛(wèi)星的運(yùn)行: 衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí),衛(wèi)星的軌道可視為圓形,這樣衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力提
8、供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力. 設(shè)衛(wèi)星的軌道半徑為r,線速度大小為v,角速度為,周期為T,向心加速度為a. 根據(jù)萬(wàn)有引力定律與牛頓第二定律得=ma=mr2=所以,衛(wèi)星運(yùn)行速度、角速度、周期和半徑的關(guān)系分別為:v=,=,T=.例1 在圓軌道上質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星,它到地面的距離等于地球半徑R,地面上的重力加速度為g,則( )A.衛(wèi)星運(yùn)行的速度為 B.衛(wèi)星運(yùn)行的周期為C.衛(wèi)星的加速度為 D.衛(wèi)星的動(dòng)能為解析:萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,有又g=故v=,A錯(cuò).T=,B對(duì).a=,C錯(cuò).Ek=,D對(duì).答案:BD總結(jié):衛(wèi)星問題的求解,應(yīng)知道萬(wàn)有引力提供了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.地球表面的重力加速度g=,當(dāng)M未知時(shí)
9、,可用其代換.由于g=經(jīng)常用到,所以叫“黃金公式”.點(diǎn)評(píng):運(yùn)用現(xiàn)代教育信息技術(shù),把人類第一顆衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)景,我國(guó)衛(wèi)星發(fā)射、回收等有關(guān)資料片段重現(xiàn)在學(xué)生面前,給學(xué)生大量的生動(dòng)的直觀感受,使學(xué)生的思維在直觀情景中由感性具體上升到思維抽象,準(zhǔn)確地得到人造衛(wèi)星的概念.課堂訓(xùn)練 有兩顆人造衛(wèi)星,都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知它們的軌道半徑之比r1r2=41,求這兩顆衛(wèi)星的:(1)線速度之比;(2)角速度之比;(3)周期之比;(4)向心加速度之比.參考答案:解答:(1)由得v=所以v1v2=12.(2)由=m2r得=所以12=18.(3)由T=得T1T2=81.(4)由=ma得a1a2=116.課案片段二:三
10、個(gè)宇宙速度教師活動(dòng):提出問題,讓學(xué)生帶著問題去閱讀課文,思考問題,交流討論,解決問題.問題:1.什么是第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度?2.第一宇宙速度是如何推導(dǎo)出來的?3.將衛(wèi)星送入低軌道和送入高軌道哪一個(gè)更容易?為什么?4.所需的發(fā)射速度,哪一個(gè)更大?為什么?5.發(fā)射速度和衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)的速度是不是同一速度?發(fā)射速度大說明什么?衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速度大又說明什么?學(xué)生閱讀課文,思考、討論,學(xué)生代表發(fā)言:結(jié)論:1.第一宇宙速度:人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度,是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,v1=7.9 km/s.第二宇宙速度:在地面上發(fā)射物體,使之能夠脫離地球的引力作用,成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造衛(wèi)星或飛到其他
11、行星上去所必須達(dá)到的最小發(fā)射速度.v2=11.2 km/s.第三宇宙速度:在地面上發(fā)射物體,使之最后能脫離太陽(yáng)的引力范圍,飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間所必需的最小速度.v3=16.7 km/s.2.第一宇宙速度的推導(dǎo):由v=,應(yīng)用近地條件r=R(R為地球半徑),R=6 400 km,代入地球質(zhì)量M=6×1024 kg,得v=7.9 km/s. 第一宇宙速度的另一種推導(dǎo): 在地面附近,重力等于萬(wàn)有引力,此力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.(地球半徑R、地面重力加速度g已知) 由mg=得v=m/s=7.9 km/s.說明:上述兩種推導(dǎo)地球上第一宇宙速度的方法,也可以推廣運(yùn)用到其他星球上去.即
12、知道了某個(gè)星球的質(zhì)量M和半徑r,或該星球的半徑r及表面的重力加速度g,可以用同樣方法,求得該星球上的第一宇宙速度.3.將衛(wèi)星送入低軌道容易,因?yàn)橄虻蛙壍腊l(fā)射衛(wèi)星,火箭要克服地球?qū)λ囊ψ龅墓ι?4.向高軌道發(fā)射,所需要的發(fā)射速度大.5.發(fā)射速度與環(huán)繞速度不同.發(fā)射速度是將衛(wèi)星送入軌道,在地面上所必須獲得的速度.環(huán)繞速度是衛(wèi)星發(fā)射成功后,環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)的速度.由上述分析知,發(fā)射速度越大,軌道半徑越大,由v=知,環(huán)繞速度越小.知識(shí)拓展1.根據(jù)三個(gè)宇宙速度的定義,三個(gè)宇宙速度又分別叫環(huán)繞速度、脫離速度、逃逸速度.2.v1=7.9 km/s是最小的發(fā)射速度,但卻是最大的環(huán)繞速度.7.9 km/s&l
13、t;v<11.2km/s時(shí),衛(wèi)星的軌道是橢圓形的,地球在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上.11.2 km/s<v<16.7 km/s.衛(wèi)星脫離地球的束縛,成為太陽(yáng)系的一顆“小行星”.當(dāng)v16.7 km/s時(shí),衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)的引力,逃到太陽(yáng)系以外去.例2 我國(guó)將要發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號(hào)”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的,且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,月球的半徑約為地球半徑的,地球上的第一宇宙速度約為7.9 km/s,則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為( )A.0.4 km/s B.1.8 km/s C.11 km/s D.36 km/s解析:對(duì)于環(huán)繞地球或月球的人造衛(wèi)星,其所受
14、萬(wàn)有引力根據(jù)它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力,即 所以v= 第一宇宙速度指的是最小發(fā)射速度,同時(shí)也是近地衛(wèi)星環(huán)繞速度,對(duì)于近地衛(wèi)星來說,其軌道半徑近似等于地球半徑 所以所以v月=×7.9 km/s1.8 km/s.答案:B課堂訓(xùn)練1.恒星演化發(fā)展到一定階段,可能成為恒星世界的“侏儒”中子星.中子星的半徑較小,一般在7 km20 km,但它的密度大得驚人.若某中子星的半徑為10 km,密度為1.2×1017kg/m3,那么該中子星上的第一宇宙速度約為( )A.7.9 km/s B.16.7 km/sC.2.9×104 km/s D.5.8×104 km/s解析:中
15、子星上的第一宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞速度,此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是該中子星的球半徑,且中子星對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,由,得v=,又M=V=,得v=1×104×m/s=5.8×107 m/s.答案:D注意:7.9 km/s是地球人造衛(wèi)星的第一宇宙速度,不同的天體其第一宇宙速度也不同. 只有理解了第一宇宙速度的物理意義,知道第一宇宙速度的導(dǎo)出過程,才能用這種計(jì)算方法計(jì)算任何天體上的第一宇宙速度.知識(shí)拓展拓展1:同步衛(wèi)星是相對(duì)于地面靜止的、和地球自轉(zhuǎn)具有相同的周期的衛(wèi)星,T=24 h.同步衛(wèi)星一定位于赤道上方距地面高h(yuǎn)處,且h是一定的.同步衛(wèi)星也叫通訊
16、衛(wèi)星. 假設(shè)衛(wèi)星的軌道在某一緯線圈的上方跟著地球的自轉(zhuǎn)同步地做勻速圓周運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ囊Φ囊粋€(gè)分力提供.由于另一個(gè)分力的作用將使衛(wèi)星軌道靠向赤道,故只有在赤道上方,同步衛(wèi)星才可能在穩(wěn)定的軌道上運(yùn)行. 設(shè)地球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的半徑為R,離地面的高度為h,由萬(wàn)有引力提供向心力和已知的周期T,得:=m2(R+h)=m(R+h)()2,所以,h= -R,代入數(shù)值得h=3.6×107 m. 由此可知要發(fā)射地球同步衛(wèi)星,必須同時(shí)滿足三個(gè)條件:(1)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同.(2)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道在地球的赤道平面內(nèi).(3)衛(wèi)星距地面的高度有確定的值(約為3.
17、6×107 m).拓展2:人造地球衛(wèi)星中的超重和失重 在人造衛(wèi)星的發(fā)射過程中,整個(gè)衛(wèi)星以加速度a向上加速運(yùn)動(dòng),這時(shí)衛(wèi)星中的人和其他物體的動(dòng)力學(xué)方程為N-mg=ma N=mg+ma 即N>mg,這就是超重現(xiàn)象.這種情況與升降機(jī)中的超重相同. 當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入軌道以后,圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)衛(wèi)星中的人和其他物體均以本身所受的重力作為向心力,即mg= 顯然,它們不再給支持物以壓力或拉力,衛(wèi)星上的物體完全失重,在衛(wèi)星中處于漂浮狀態(tài).因此,在衛(wèi)星上的儀器,凡是使用原理與重力有關(guān)的均不能使用.2.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火,使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火
18、,將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn),軌道2、3相切于P點(diǎn),如圖所示.則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí),以下說法正確的是( )A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度解析:本題主要考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),尤其是考查了同步衛(wèi)星的發(fā)射過程,對(duì)考生理解物理模型有很高的要求.由得v=因?yàn)閞3>r1,所以v3<v1由=m2r得=因?yàn)閞3>r1,所以3<1衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q
19、點(diǎn)時(shí)的加速度為地球引力產(chǎn)生的加速度,而在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí),也只有地球引力產(chǎn)生加速度,故應(yīng)相等.同理,衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度.答案:BD點(diǎn)撥:(1)在討論有關(guān)衛(wèi)星的題目時(shí),關(guān)鍵要明確:向心力、軌道半徑、線速度、角速度和周期彼此影響、互相了解,只要其中的一個(gè)量確定了,其他的量也就不變了.只要一個(gè)量發(fā)生了變化,其他的量也都隨之變化,不管是定性的分析還是定量的計(jì)算,都要依據(jù)下列關(guān)系式加以討論:=m2r=mv=.(2)要區(qū)別線速度和發(fā)射速度,不要從v=出發(fā)誤認(rèn)為“高度越大的衛(wèi)星,運(yùn)動(dòng)速度越小,因而發(fā)射越容易”.二、夢(mèng)想成真問題(課件展示):1.是誰(shuí)真正為人類
20、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)?學(xué)生閱讀課文“夢(mèng)想成真”這一部分,回答上述問題.明確:1.俄羅斯學(xué)者齊奧爾科夫斯基2.蘇聯(lián) 3.美國(guó)人4.1992年 5.楊利偉點(diǎn)評(píng):通過閱讀課文,解決問題.感知人類探索宇宙的夢(mèng)想,激發(fā)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力,促使學(xué)生樹立獻(xiàn)身科學(xué)的人生觀、價(jià)值觀.閱讀材料:材料1.人類探索太空的成就 從1957年10月4日,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功,到今天人類已向太空發(fā)射了數(shù)以千計(jì)的包括衛(wèi)星、空間站在內(nèi)的航天器. “阿波羅”
21、11號(hào)成功登陸月球,載人航天技術(shù)迅速發(fā)展. 與此同時(shí),探索太空、尋找人類知音的活動(dòng),也在持續(xù)進(jìn)行.“先驅(qū)者”10號(hào)、11號(hào)及“旅行者”1號(hào)和2號(hào)先后出發(fā),進(jìn)入了茫茫太空,開始了它們的探索之旅. 中華民族也不甘示弱,在火箭技術(shù)、衛(wèi)星發(fā)射回收等技術(shù)方面均走在了世界的前列. 伴隨著“神舟五號(hào)”的發(fā)射成功,中國(guó)已正式啟動(dòng)“嫦娥工程”,開始了宇宙探索的新征程. 材料2.中華民族是最早產(chǎn)生飛天夢(mèng)想的偉大民族.從“嫦娥奔月”的動(dòng)人傳說到敦煌飛天的美麗壁畫,從明代的萬(wàn)戶飛天到如今的“神舟”號(hào)飛船,中華民族探索太空的腳步從來就沒有停止過.1970年4月24日,我國(guó)的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”1號(hào)上天了,嘹亮的
22、“東方紅”樂曲響徹太空,中國(guó)人有了自己的衛(wèi)星.接著,我國(guó)相繼研制和發(fā)射了科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、返回式衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等一系列衛(wèi)星. 2003年10月15日9時(shí)整,“神舟五號(hào)”飛船載著中國(guó)第一位航天員楊利偉成功升空,在太空遨游了21個(gè)多小時(shí),繞地球飛行14圈,于2003年10月16日6時(shí)23分在內(nèi)蒙古草原安全著陸.飛船的成功發(fā)射,標(biāo)志著中國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開展載人航天活動(dòng)的國(guó)家. 中國(guó)和其他國(guó)家一樣,在此之前探索宇宙的道路已經(jīng)歷了艱難的跋涉,且已取得了巨大成就.課堂訓(xùn)練1.關(guān)于第一宇宙速度,下列說法正確的是( )A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B.它是近地圓軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)
23、行速度C.它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度答案:BC2.同步衛(wèi)星是與地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星,它的周期T=24 h.關(guān)于同步衛(wèi)星的下列說法正確的是( )A.同步衛(wèi)星離地面的高度和運(yùn)行速度是一定的B.同步衛(wèi)星離地面的高度越高,其運(yùn)行速度就越大;高度越低,速度越小C.同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空,相對(duì)地面靜止不動(dòng)D.同步衛(wèi)星的向心加速度與赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度大小相等答案:AC3.2004年10月19日,中國(guó)第一顆業(yè)務(wù)型同步氣象衛(wèi)星“風(fēng)云二號(hào)C”發(fā)射升空,并進(jìn)入預(yù)定軌道.下列關(guān)于這顆衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的描述,正確的是( )A.速度介于7.9 km/s與
24、11.2 km/s之間 B.周期小于地球自轉(zhuǎn)周期C.加速度小于地面重力加速度 D.處于平衡狀態(tài)答案:C4.我們?cè)O(shè)想,如果地球是個(gè)理想的球體,沿地球的南北方向修一條平直的閉合高速公路,一輛性能很好的汽車在這條高速公路上可以一直加速下去,并且忽略空氣阻力,那么這輛汽車的最終速度( )A.無(wú)法預(yù)測(cè) B.與飛機(jī)速度相當(dāng)C.小于“神舟五號(hào)”宇宙飛船的速度 D.可以達(dá)到7.9 km/s答案:D課堂小結(jié)1.知識(shí)小結(jié) 萬(wàn)有引力定律和向心力公式相結(jié)合,可以推導(dǎo)出衛(wèi)星繞行的線速度、角速度、周期和半徑的關(guān)系,記住三種宇宙速度的數(shù)值,結(jié)合航天知識(shí)可以進(jìn)行實(shí)際的計(jì)算.同步衛(wèi)星是眾多衛(wèi)星當(dāng)中較特殊的一種,認(rèn)識(shí)它的特點(diǎn)和規(guī)律,可以用來求解很多題目.2.規(guī)律方法總結(jié)(1)萬(wàn)有引力定律應(yīng)用于衛(wèi)星問題,是牛頓第二定律在天體運(yùn)行中的具體應(yīng)用.把握好萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)及其他力學(xué)知識(shí)的綜合,是解答本節(jié)問題的關(guān)鍵.(2)公式=mg
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