江苏省2013—2020学年物理(新人教版)必修二同步导学案：6.5宇宙航行.docx

课题： 6.5宇宙航行 班级 姓名：

一、学习目标
1． 了解人造地球卫星的最初构想
2．理解人造卫星的几个运动物理量与轨道半径r的关系
3．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度
二、课前预习
一．宇宙速度
1．阅读课本P44第一段，牛顿对人造地球卫星的最初构想是怎样的

2．宇宙速度
（1）第一宇宙速度（v1= m/s）：

推导：

请推导第一宇宙速度的另一个表达式v=

（2）其次宇宙速度（v2= m/s）：

（3）第三宇宙速度(v3= m/s)：

3．人造地球卫星的几个运动物理量与轨道半径r的关系：
（1）线速度v与轨道半径r的关系： 由 可得v=
（2）角速度ω与轨道半径r的关系：由 可得ω=
（3）加速度a与轨道半径r的关系：由 可得a=
（4）周期T与轨道半径r的关系：由 可得T=
思考： 人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大的速度是多大？

三、课堂研讨
例1．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等且小于c的质量，则（ ）
A．b所需向心力最小
B．b、c的周期相同且大于a的周期
C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度

例2．有两颗人造地球卫星，其轨道半径比R1:R2=4:1，求：（1）向心加速度大小之比；（2）线速度大小之比；（3）角速度之比；（4）运动周期之比

例3．金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，金星表面的自由落体加速度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？（已知地球表面的重力加速度为10m/s2）

备 注

课堂检测--6.5宇宙航行 姓名：
1．关于第一宇宙速度，下面说法正确的是 （ ）
A．是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小速度
B．是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大速度
C．它是能使卫星进入圆形轨道的最大放射速度
D．它是紧贴地球表面飞行的人造卫星的运行速度
2．在人造地球卫星运行过程中，若天线偶然折断了，天线将做 （ ）
A．自由落体运动
B．平抛运动
C．远离地球飞向太空
D．连续和卫星一起沿轨道运行
3．现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为rA和rB.假如rA＞rB，则 （ ）
A．卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大
B．卫星A的线速度比卫星B的线速度大
C．卫星A的角速度比卫星B的角速度小
D．卫星A的加速度比卫星B的加速度小
4. 2005年10月12日，我国成功的放射了搭载两名宇航员的“神舟”六号飞船，飞船的轨道高度为343km，周期约为90分钟.在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小 （ ）
A．等于7.9km/s B．介于7.9km/s和11.2km/s之间
C．小于7.9km/s D．介于7.9km/s和16.7 km/s之间
5．如图是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星放射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测。下列说法正确的是 （ ）

A．放射“嫦娥一号”的速度必需达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，“嫦娥一号”的周期与其质量有关
C．“嫦娥一号”受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D．在绕月圆轨道上，“嫦娥一号”受地球的引力大于受月球的引力

课外作业---6.5宇宙航行 姓名：
1．地球和月球的质量之比为81︰1，半径之比为4︰1，求：
（1）地球和月球表面的重力加速度之比
（2）在地球上和月球上放射卫星所需的最小速度之比

2．“2003年10月15日9时，我国神州五号宇宙飞船在酒泉卫星放射中心成功放射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，与10月16日6时23分平安降落在内蒙古主着陆场。”依据以上信息，近似地把飞船从放射到降落的全部运动看做绕地球的匀速圆周运动，试估算神州五号绕地球飞行时距地面的高度（已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，地球的质量为M=6×1024㎏，地球的半径R=6.4×103km）