高中物理3.3飛向太空學案4（粵教版必修2）

1、3.3 飛向太空學案4（粵教版必修2）【學習目標】知識與技能1、了解火箭的基本原理。2、了解萬有引力定律對航天技術(shù)發(fā)展的重大貢獻。3、了解人類在航天技術(shù)領域取得的偉大成就。過程與方法1、通過觀察實驗，了解火箭發(fā)射的原理。2、認識火箭的演變過程。3、了解多級火箭的發(fā)射過程。4、通過觀看圖片和錄像，了解人類對太空的探索。情感態(tài)度與價值觀1、體會理論對實踐的巨大指導作用。2、體會航天事業(yè)對人類所產(chǎn)生的影響。3、認識太空探險是一項光榮而危險的任務。4、通過觀看錄像，激發(fā)愛國之情和為祖國的科學事業(yè)作貢獻的決心?！緦W習重點】介紹各國在航天航空領域的成就?！局R要點】一、走向太空的橋梁火箭帶著問題去閱讀課本

2、：1、火箭為何分多級2、長征二號丙改火箭發(fā)射銥星時，火箭起飛后為什么有白色碎片飄落？3、我國的長征系列火箭在發(fā)射起飛后為什么會冒出一股紅棕色的煙霧？二、夢想成真遨游太空從課本圖片上，你看到什么？你想到什么？1、人類為什么要冒很大的風險去實現(xiàn)太空遨游上？2、太空探險有何積極的意義？3、太空探險與人類生存有何關(guān)系？4、隨著宇宙資源的不斷開發(fā)，許多新的能源將被人類發(fā)現(xiàn)并利用，這是否意味著人類可以隨便浪費已有的地球資源？5、你能為我國的航天事業(yè)作出怎樣的貢獻呢？遨游太空的角度，按時間順序向?qū)W生展示迄今為止人類所經(jīng)過的艱難道路和所取得的成就。三、空間探測器帶著問題去觀看錄像學習：1、人類深空探測的主要歷

3、程是怎樣的？2、為什么要進行深空探測？3、地球上的生物會對其他星球產(chǎn)生污染嗎？4、深空探測要注意什么？5、你能否設想出以后的深空探測將會是怎樣的嗎？深空探測既是人類認識宇宙的需要，又是人類為了開發(fā)宇宙資源、擴大自身生存環(huán)境的需要，因此，世界上的科技大國都投入巨資進行研究，使得深空探測水平和載人航天技術(shù)成為衡量一個國家科技發(fā)展水平的標志?！締栴}探究】一、 宇宙速度1、人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓規(guī)道運行時，速度為,如果將它發(fā)射至半徑為二倍地球半徑的高空軌道，那么它的運行速度是。2、兩顆人造地球衛(wèi)星和的質(zhì)量比，軌道半徑之比，某一時刻它們的連線通過地心，則此時它們的線速度之比，向心加速度之比，向

4、心力之比。二、 夢想成真 1、人造地球衛(wèi)星以地心為圓心，做勻速圓周運動，下列說法正確的是（ ） ：半徑越大，速度越小，周期越小 ：半徑越大，速度越小，周期越大 ：所有衛(wèi)星的速度均是相同的，與半徑無關(guān) ：所有衛(wèi)星的角速度均是相同的，與半徑無關(guān) 2、若已知某行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為，公轉(zhuǎn)周期為，萬有引力恒量為，則由此可求出（ ）：某行星的質(zhì)量 ：太陽的質(zhì)量 ：某行星的密度 ：太陽的密度【典型例題】【例1】 已知地球半徑為R，試求地面上空h高處的重力加速度g.解析：設h高處有一質(zhì)量為m的物體，地球質(zhì)量為M，則mg=G，所以g=將GM=gR2代入得g=（）2·g.【例2】 已知太陽光射到地面約

5、需時497 s，試估算太陽的質(zhì)量.解析：地球繞太陽運行的軌道半徑就是太陽和地球的距離，這個距離是r=ct=3×108×497 m=1.49×1011 m地球繞太陽運行的周期為1年，即T=3600×24×365.5 s=3.16×107 s設太陽和地球的質(zhì)量分別為M和m，由于G=m（）2，故M=（）2=（）2×kg=1.96×1030 kg.【例3】一人造地球衛(wèi)星在距地面高度等于地球半徑一半的圓周軌道上運行，它的速率有多大？解析：設地球、衛(wèi)星質(zhì)量分別為M、m，地球半徑、衛(wèi)星高度分別為R、h，因為G=m，所以衛(wèi)星速率v

6、=將GM=gR2，v1=7.9 km/s和h=R代入上式即得v=v1=6.5 km/s.【當堂反饋】1已知某行星繞太陽運動的軌道半徑為r,公轉(zhuǎn)的周期為T,萬有引力常量為G,則由此可求出A某行星的質(zhì)量 B太陽的質(zhì)量C某行星的密度 D太陽的密度 2已知下面的哪組數(shù)據(jù),可以算出地球的質(zhì)量M(引力常量G為已知) ( )A月球繞地球運動的周期T 及月球到地球中心的距離R B地球繞太陽運行周期T 及地球到太陽中心的距離RC人造衛(wèi)星在地面附近的運行速度V和運行周期TD地球繞太陽運行速度V 及地球到太陽中心的距離R3關(guān)于人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船的下列說法中,正確的是( )A如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周

7、期,再利用萬有引力恒量,就可算出地球的質(zhì)量B兩顆人造地球衛(wèi)星,只要它們的繞行速度大小相等,不論它們的質(zhì)量,形狀差別有多大,它們的繞行半徑和繞行周期一定是相同的C原來在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后,若要后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生相撞,只要將后者速度增大一些即可D一只繞火星飛行的宇宙飛船,宇航員從艙內(nèi)慢慢走出,并離開飛船,飛船因質(zhì)量減小,所受萬有引力減小 4關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重.失重問題,下列說法正確的是( )A在發(fā)射過程中向上加速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象B 在降落過程中向下減速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象C 進入軌道時做勻速圓周運動, 產(chǎn)生失重現(xiàn)象 D失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引

8、起的5同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星( )A可以在地球上任意一點的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同的值B可以在地球上任意一點的正上方但離地心的距離是一定的C只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同的值D只能在赤道的正上方離地心的距離是一定的6設想人類開發(fā)月球,不斷把月球上的礦藏搬運到地球上.假設經(jīng)過長時間開采后,地球仍可看成是均勻的球體,月球仍沿開采前的圓周軌道運動,則與開采前相比( )A地球與月球間的萬有引力將變大B地球與月球間的萬有引力將變小C月球繞地球運動的周期將變長 D月球繞地球運動的周期將變短7我們國家在1986年成功發(fā)射了一顆實用地球同步衛(wèi)星,從1999年

9、至今已幾次將”神州”號宇宙飛船送入太空,在某次實驗中,飛船在空中飛行了36h,環(huán)繞地球24圈.則同步衛(wèi)星與飛船在軌道上正常運轉(zhuǎn)相比較( )A衛(wèi)星運轉(zhuǎn)周期比飛船大 B衛(wèi)星運轉(zhuǎn)速度比飛船大C衛(wèi)星運加轉(zhuǎn)速度比飛船大D衛(wèi)星離地高度比飛船大8宇宙飛船和空間站在同一軌道上運動,若飛船想與前面的空間站對接,飛船為了追上軌道空間站,可采取的方法是( ) A飛船加速直到追上軌道空間站,完成對接 B飛船從原軌道減速至一個較低軌道,再加速追上軌道空間站,完成對接. C飛船加速至一個較高軌道,再減速追上軌道空間站,完成對接. D無論飛船如何采取何種措施,均不能與空間站對接9可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星,使其圓軌道(

10、 )A與地球表面上某一緯度(非赤道)是共面的同心圓B與地球表面上某一經(jīng)線(非赤道)是共面的同心圓C與地球表面上的赤道是共面的同心圓,且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的D與地球表面上的赤道是共面的同心圓,且衛(wèi)星相對地球表面是運動的10在繞地球做勻速圓周運動的航天飛機外表面,有一隔熱陶瓷片自動脫落,則( )A陶瓷片做平拋運動 B陶瓷片做自由落體運動 C陶瓷片按原圓軌道做勻速圓周運動D陶瓷片做圓周運動,逐漸落后于航天飛機11火星的球半徑是地球半徑的1/2,火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10,忽略火星的自轉(zhuǎn),如果地球上質(zhì)量為60的人到火星上去,則此人在火星表面的質(zhì)量是_,所受的重力是_N;在火星表面由于火星的引力產(chǎn)

11、生的加速度是_m/s;在地球表面上可舉起60杠鈴的人,到火星上用同樣的力,可以舉起質(zhì)量_的物體12某行星的一顆小衛(wèi)星在半徑為r的圓軌道上繞行星運動,運行的周期是T.已知引力常量為G,這個行星的質(zhì)量M=_13已知地球半徑為R,質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T.一個質(zhì)量為m的物體放在赤道處的海平面上,則物體受到的萬有引力F=_,重力G=_14已知月球的半徑為r,月球表面的重力加速度為g,萬有引力常量為G,若忽略月球的自轉(zhuǎn),則月球的平均密度表達式為_15一個登月的宇航員,能用一個彈簧秤和一個質(zhì)量為m的砝碼,估測出月球的質(zhì)量和密度嗎？寫出表達式(已知月球半徑R)16已知太陽光從太陽射到地球,需要8分20秒,地球公轉(zhuǎn)軌道可近似看成固定軌道,地球半徑約為6.4×106 m,試估算太陽質(zhì)量M與地球質(zhì)量m之比M/m為多少（保留一位有效數(shù)字）17火箭內(nèi)平臺上放有測試儀器,火箭從地面啟動后,以加速度g/2豎值向上勻加速運動,升到某一高度時,測試儀對平臺的壓力為啟動前壓力的17/18 .已知地球半徑 R,求火箭此時離地面的高