高中物理必修二65《宇宙航行》练习题2
1．地球人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其飞行速率( )
A．大于7.9km/s B．介于7.9～11.2km/s之间 C．小于7.9km/s D．一定等于7.9km/s
2．地球同步卫星在通讯、导航和气象等领域均有广泛应用，以下对于地球同步卫星的说法正确的是( )
A．周期为24小时的地球卫星就是地球同步卫星
B．地球同步卫星的发射速度必须介于第一与第二宇宙速度之间
C．地球同步卫星的环绕速度必须介于第一与第二宇宙速度之间
D．在哈尔滨正上方通过的卫星当中可能有同步卫星
3． 2008年9月25日至28日，我国成功实施了“神舟”七号载人飞船航天飞行．在刘伯明、景海鹏的配合下，翟志刚顺利完成了中国人的第一次太空行走.9月27日19时24分，“神舟”七号飞行到31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟”七号的运行情况．若在无牵连情况下伴飞小卫星与“神舟”七号保持相对静止，下列说法中正确的是( )A．伴飞小卫星与“神舟”七号飞船绕地球运动的角速度相同
B．伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大
C．霍志刚在太空行走时的加速度和地面上的重力加速度大小相等
D．霍志刚在太空行走时不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态
4．据美国媒体报道，美国和俄罗斯的两颗通信卫星于2009年2月11日在西伯利亚上空相撞，这是人类有史以来的首次卫星在轨碰撞事件．碰撞发生的地点位于西伯利亚上空490英里(约790公里)，比国际空间站的轨道高270英里(约434公里)．若两颗卫星的运行轨道均可视为圆轨道，下列说法正确的是( )
A．碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用，轨道半径将变小，则有可能与国际空间站相撞
B．在碰撞轨道上运行的卫星，其周期比国际空间站的周期小
C．美国卫星的运行周期大于俄罗斯卫星的运行周期
D．在同步轨道上，若后面的卫星一旦加速，将有可能与前面的卫星相撞
5．(吉林一中高一检测)如图所示的三个人造地球卫星，则下列说法正确的是( )
①卫星可能的轨道为a、b、c
②卫星可能的轨道为a、c
③同步卫星可能的轨道为a、c
④同步卫星可能的轨道为a
A．①③是对的 B．②④是对的 C．②③是对的 D．①④是对的
6．我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”，如图为设想中的“嫦娥1号”月球探测器飞行路线示意图．
(1)在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力________(选填“增大”“减小”或“不变”)．
(2)结合图中信息，通过推理，可以得出的结论是( )
①探测器飞离地球时速度方向指向月球 ②探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道
③探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致
④探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
7．(2009·潍坊)我国的“嫦娥奔月”月球探测工程已经启动，分“绕、落、回”三个发展阶段：在2007年发射一颗绕月球飞行的卫星在2012年前后发射一颗月球软着陆器；在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球，设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示．设轨道舱的质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，则试求：(1)月球的质量；(2)轨道舱的速度和周期．
高中物理必修二6.3 宇宙航行（1）
【学习目标】
1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度；
2.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. 培养学生探究问题的热情，乐于学习的品质．特别是“做一做”的实施，要通过教师的引导让学生体会成功的喜悦．
【复习与课前预习】
1、 万有引力公式：__________________
2.、 黄金代换公式：_________________
3、 第一宇宙速度的大小是___ ___;第二宇宙速度的大小是________;第三宇宙速度是__________;
通过预习，你觉得本节中的困惑是什么?_________________________________
____________________________________________________________________
【课堂点拨与交流】
一）宇宙速度
1、第一宇宙速度的大小为__________,它是卫星________的环绕速度，也是卫星发射的_________速度；
2、第二宇宙速度的大小为_______,它又叫脱离速度，它表示的意思为：当发射速度_____时，就会克服______的引力，离开地球，成为绕_______飞行的人造卫星或飞到其他星球上;
3、第三宇宙速度又叫逃逸速度，大小为________,它表示为当发射速度大于_____时，物体会挣脱_______的束缚，飞到太阳系外，
注：不同的星球所对应的三个宇宙速度会与地球的宇宙速度不同。
例1、关于第一宇宙速度，下列说法错误的是 （ ）
A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度；
B、它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；
C、它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度；
D、它是卫星在椭圆轨道运行时近地点的速度；
二）人造地球卫星
1、近地卫星：轨道半径等于地球的半径，它的运行速度是_________,也是卫星的_______环绕速度，
2、同步卫星：其特点是：
①周期_____地球自转周期；T=24h;
②角速度_____地球自转角速度；
③轨道平面与赤道平面______;
④所有同步卫星的轨道半径都______,他们距地面的高度_______，即他们处在______轨道上；
如何正确的理解人造卫星的运行规律？
（1）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F万=F向，公式为：___________=ma=_________=_______=_______;
①a=_______,可见随着轨道半径增大，卫星的向心加速度减小，向心力减小；
②v=________,随着轨道半径的增大，卫星线速度 ；
③w=________,随着轨道半径的增大，卫星的角速度 ；
④T=_________,随着轨道半径的增大，卫星绕地球运行的周期 ，近地卫星的周期约为84.4min，其他卫星的周期都大于这个数值；
（2）所有卫星的轨道平面都应
（3）人造卫星的超重与失重
①人造卫星在发射，有一段加速运动；在返回时，有一段减速运动，这两个过程的加速度方向都是向上的，因而是 状态；
②卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于 状态；因而与重力有关的仪器均不能使用，与重力有关的实验不能进行。
如： 、 、 …
例2、如图所示，a、b、c是地球大气层外圆轨道上的三颗卫星，a、b的质量相等且小于c的质量，则 （ ）
A、b所需的向心力最小；
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的加速度；
D、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；
针对练习1、假如一做匀速圆周运动的人造卫星的轨道
半径增加到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（ ）
A、根据公式v=rw可知卫星的线速度增加为原来的2倍；
B、根据公式F=mv2/r可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2;
C、根据公式F=GMm/r2可知地球提供的向心力将减为原来的1/4;
D、根据上面B、C中的公式，卫星运行的线速度将减小为原来的/2；
2、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）在地球上和月球上发射卫星所需要的最小速度之比？
§6.3 宇宙航行（2）
三）卫星变轨
当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力就不再等于向心力，卫星将做变轨运动。
(1)、当卫星的速度突然增加时，,即万有引力不足以提供向心力，卫星将做_________运动，轨道半径变_____，但一旦进入新的轨道运行由知其运行速度要_____。
(2)、当卫星的速度突然减小时，，即万有引力大于卫星所需的向心力，卫星将做_________运动，轨道半径变_____，进入新的轨道运行时由知其运行速度将_____。
例3、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，说法正确的是（ ）
A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1的速率；
B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度；
C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上
经过Q点时的加速度；
D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上
经过P点时的加速度；
四）经典力学的局限性
1、经典力学在______、_________、_______范围取得巨大成就；
2、经典力学的适用范围：只适用于 运动，不适用于 运动；只适用于 世界，不适用于 世界。
例4、下列说法正确的是（ ）
A、牛顿运动定律就是经典力学；B、经典力学的基础是牛顿运动定律；
C、牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题；
D、经典力学可以解决自然界中的所有问题
【课外反馈与演练】
1、2宇宙飞船和空间站在同一轨道上运行，若飞船与前面的空间站
对接，飞船为了追上空间站，可以采取下列方法是（ ）
A、飞船加速直到追上空间站，完成对接；
B、飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接；
C、飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接；
D、无论如何都追不上空间站；
3、地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下列说法正确的是（ ）
A、它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值；B、它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定值；
C、它只能在赤道正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值；
D、它只能在赤道的正上方，且离地心的距离时一定的；
4、2005年10月12日，我国成功的发射了搭载两名宇航员的“神舟六号”飞船，飞船轨道高度为343km，周期约为90分钟，在飞船进入圆形轨道飞行时，它的线速度大小是（ ）
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16.7km/s之间
5、人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，关于其各物理量间的关系，下列说法正确的是（ ）
A、半径越大，速度越小，周期越小 B、半径越大，速度越小，周期越大
C、所有卫星的线速度均是相同的，与半径无关；
D、所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关；
6、关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是（ ）
A、同一轨道上，质量大的线速度大；
B、同一轨道上，质量大的向心加速度大；
C、离地面越近的卫星线速度越大；
D、离地面越远的卫星线速度越大；
7、关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下面说法正确的是（ ）A、在发射过程中向上加速时产生超重现象；
B、在降落时向下减速产生超重现象；
C、进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象；
D、失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的；
8、一颗赤道上空飞行的人造地球卫星，其轨道半径为r=3R(R为地球半径)，已知地球表面重力加速度为g,则该卫星的运行周期是多大？
〖反思悟学〗 作业：课堂作业1-10,11，12选作
高中物理必修二65《宇宙航行》练习题
1．关于人造卫星，下列说法正确的是（ ）
A.人造卫星环绕地球的运行的速度可能为5.0km/s
B.人造卫星环绕地球的运行的速度可能为7.9km/s
C.人造卫星环绕地球的运行的周期可能为80min
D.人造卫星环绕地球的运行的周期可能为200min
2．当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法正确的是（ ）
A.卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用
B.卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧秤直接称出物体所受的重力的大小
C.如果卫星自然破裂成质量不等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行
D.如果在卫星内有一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动
3．同步卫星离地心的距离为，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度第一宇宙速度为，地球的半径为，则（ ）
A． B． c． D．
4.关于第一宇宙速度，下列说法错误的是（ ）
A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地轨道运行的最大速度
C.它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射速度
D.从人造卫星环绕地球运行的速度，把卫星发射到越远的地方越容易
5．人造卫星在环绕地球做圆周运动时，卫星中物体处于失重状态是指（ ）
A.不受地球重力，而只受向心力的作用 B.失重状态是指物体失去地球的重力作用
C.对支持它的物体的压力或拉力为零 D.受到地球引力和离心力的合力为零
6．关于人造卫星和宇宙飞船，下列说法正确的是（ ）
A.如果知道人造卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球质量
B．两颗人造卫星，只要它们的运行速度相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的运行速度相等，周期也相等
C．原来在同一轨道上沿同一方向运转的人造卫星一前一后，若要后一个卫星追上前一个卫星并发生碰撞，只要将后面一个卫星速率增大一些即可
D．一艘绕地球运转的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受到的万有引力减小，故飞行速度减小
7. “嫦娥一导奔月”示意图如右图所示，卫星发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．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关
C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力
8一颗人造地球卫星离地面高（为地球的半径）。若已知地地球表面的重力加速度为，则卫星做匀速圆周运动的速度是_________，角速度是________，周期是_________，若已知地球的质量为，万有引力常量为，则卫星做匀速圆周运动的速度是_______，角速度是_________，周期是_________。
提升练习
1．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道( )
A．与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆
B．与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆
C．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球表面是运动的
2．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则（ ）
它可以在地面上任一点的正上方，离地心的距离可以按需要选择不同值
它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定
它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的
它只能赤道的正上方，但离地心的距离可以按需要选择不同值
3．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法正确的是（ ）
在发射过程中向上加速时产生超重现象
在降落过程中向下减速时产生失重现象
进入轨道时作匀速圆周运动，产生失重现象
失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的
4．如图6－5－1所示，有 A、B、C三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星
A和B质量相同，C的质量比A和B要大，根据万有引力定律可以判定它的线速度大小关系是：______ _______;
运动周期大小关系是:______ _ ________
5．已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的1/6，一位举重运动员在地球表面最多能举起质量为100kg杠铃，则他在月球表面上最多能举起多重的杠铃？
6．1990年3月，紫金山天文台将该台发现的2752号小行星命名为“吴健雄星”。将其看作球形，直径为32km，它的密度和地球密度相近。若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面附近运转。求此卫星的环绕速度。（地球半径取6400km）
7.已知地球的质量约为月球质量的81倍,地球半径于约为月球半径的4倍,在地球上发射近地卫星的环绕速度为7.9km/s,周期为84min,那么在月球上发射一颗近地卫星的环绕速度多大?它的周期多大?
8. 如图6－5－2所示，火星和地球绕太阳的运动可以近似看作在同一平面内同方向的匀速圆周运动，已知火星的轨道=2.3×1011m，地球的轨道半径=1.5×1011m，从图示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，试估算火星再次与地球相距最近需经多长时间。（以年为单位计算)
1、人造地球卫星在地面附近绕地球做圆规道运行时，速度为,如果将它发射至半径为二倍地球半径的高空轨道，那么它的运行速度是＿。
2、两颗人造地球卫星和的质量比，轨道半径之比，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比＿，
向心加速度之比＿，向心力之比＿。
4、若已知某行星绕太阳公转的半径为，公转周期为，万有引力恒量为，则由此可求（ ）：某行星的质量 ：太阳的质量 ：某行星的密度 ：太阳的密度
5、利用所学的知识，推导第一宇宙速度的表达式。
6、在某星球上，宇航员用弹簧称称得质量为的砝码的重为，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期是。根据上述数据，试求该星球的质量
7、地球的同步卫星距地面高约为地球半径的5倍，同步卫星正下方的地面上有一静止的物体，则同步卫星与物体的向心加速度之比是多少？若给物体以适当的绕行速度，使成为近地卫星，则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比为多少？
8、我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已几次将“神州”号宇宙飞船送入太空。在某次实验中，飞船在空中飞行了36,绕地球24圈。那么同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较 （ ）
：卫星运转周期比飞船大 ：卫星运转速率比飞船大
：卫星运转加速度比飞船大 ：卫星离地高度比飞船大
9、甲、乙 两颗人造地球卫星在同一轨道平面上的不同高度处同向运行，甲距地面高度为地球半径的0.5倍，乙甲距地面高度为地球半径的5倍，两卫星在某一时刻正好位于地球表面某处的正上空，试求：（1）两卫星运行的速度之比；（2）乙卫星至少经过多少周期时，两卫星间的距离达到最大？
6.5宇宙航行 每课一练
参考答案
1. B 2.B 3. A 4. CD 5. ABC 6. AB 7.. AD 8. C 9.
10 （1）5.6km/s (2) 2.45m/s2 (3) 2.45 N 0N
12．登月火箭关闭发动机在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运动，周期是120.5min,月球的半径是1740km，根据这组数据计算月球的质量和平均密度。
【试题答案】
1. 2. 3. 4. 5.略 6. 7.（1）6：1 （2）1：36 8. 9.（1）2：1（2） 10. 11.
12． ，
巩固练习
1. ABD 2. C 3. AC 4. AD 5. C 6. AB 7. C 8. C 9.
提升练习
1. B 2. C 3. AC 4. > ,> ,< ,< 5. 小，小，大 6. 600kg 7. 20m/s 8. 1.7km/s , 94.5min 9. 2.1年
物理必修二《6.5 宇宙航行》教学设计
课 题
备课时间
上课时间
总课时数
课程目标
知识与
技能
1、了解人造卫星的有关知识，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。
过程与
方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力。
情感态度与价值观
1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。
2、感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生价值观。
教学重点
对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用领域。
教学难点
1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。
教学过程
二次备课
引入新课
1、1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球卫星的知识。
放映一段录像资料，简单了解卫星的一些资料。（提高学生的学习兴趣）
2、在上几节的学习中，大家已经了解了人造卫星在绕地球运行的规律，请大家回忆一下卫星运行的动力学方程。（课件投影）
（1）人造卫星绕地球运行的动力学原因：
人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
可见：高轨道上运行的卫星，角速度小，周期长
提问：卫星在地球上空绕行时遵循这样的规律，那卫星是如何发射到地球上空的呢？
新课讲解
1、牛顿对人造卫星原理的描绘：
设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。 课件投影。
引入：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度
2、宇宙速度
（1）第一宇宙速度
问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km。
分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力：， 得：
结论：如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
⑵意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。
师生共同讨论：
在地面附近，物体的万有引力等于重力，此力天空卫星做圆周运动的向心力，能否从这一角度来推导第一宇宙速度呢？
mg= mv2/r v= ≈7.9km/s
提出问题：我们能否发射一颗周期为70min的人造地球卫星呢？（提示：算一算近地卫星其周期是多少？近地卫星由于半径最小，其运行周期最小。）
（2）第二宇宙速度：大小。
意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
（3）第三宇宙速度：大小。
意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。
注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。
3、人造卫星的发射速度与运行速度
（1）发射速度：
发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
（2）运行速度：
运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。
3．同步卫星
所谓同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，T=24h，同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的。同步卫星也叫通讯卫星。
由得：h=
（T为地球自转周期，M、R分别为地球的质量，半径）。
代入数值得h=。
四、课堂小结
让学生概括总结本节的内容。
五、作业：
教学后记：
课件16张PPT。一.宇宙速度问题：
1.抛出的石头会落地，为什么卫星、月球没有落下来？
2.卫星、月球没有落下来必须具备的条件是什么？牛顿的思考与假设：
1.抛出物体的速度越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？物体不落回地面，那么它将环绕地球表面做圆周运动，所受的地球引力恰好提供物体做圆周运动的向心力
一.宇宙速度探究问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km) 代入数据G=6.67×10-11Nm2/kg2，地球质量M=5.98×1024kg，地球半径
R=6.4×106m，得
v=7.9km/s
思考一下，还有没有别的计算方法能够计算第一宇宙速度？这个速度就叫第一宇宙速度一.宇宙速度在地球表面，万有引力等于重力，所以第一宇宙速度还可以这样来算
一.宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）
v1=7.9km/s
它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的度．说明：
（１）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转； （２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动； （3）如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点． 一.宇宙速度一.宇宙速度● 当物体的速度等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度。这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．
?
当卫星的速度等于或者大于16.7km/s,则这个时候卫星会脱离太阳的引力，不再绕太阳运行，而是飞到太阳系意外的地方，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。?第一宇宙速度的计算例1、金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，那么
（1）金星表面的自由落体加速度是多大？
（2）金星的第一宇宙速度是多大？
探究问题二：人造卫星的轨道（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条？提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心卫星的轨道必须是以地心为圆心的圆周轨道二.卫星运行规律根据万有引力提供向心力的规律思考：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，向心力越
（2）离地面越高，线速度越
（3）离地面越高，周期越
（4）离地面越高，角速度越
（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小二.卫星运行规律低轨、高速（线速度、角速度和加速度）周期短 二.卫星运行规律1.人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有：
A．轨道半径越大，速度越小，周期越长
B．轨道半径越大，速度越大，周期越短
C．轨道半径越大，速度越大，周期越长
D．轨道半径越小，速度越小，周期越长2.如图所示，卫星A，B，C在相隔不远的不同轨道上，
以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同。若在
某时刻恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，
下列关于三个卫星的位置说法中正确的是
A．三个卫星的位置仍在一条直线上
B．卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于B
C．卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于B
D．由于缺少条件，无法比较它们的位置三.梦想成真1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星发射成功
1961年4月12日，苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船，火箭点火起飞绕地球飞行一圈，历时108min，然后重返大气层，安全降落在地面上，铸就了人类进入太空的丰碑。
1969年7月16日9时32分，阿波罗11号成功登临月球，载人航天技术迅速发展。
1992年，中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
2005年的神舟六号，2008年的神舟七号以及后来的神舟八号、神舟九号、嫦娥一号、二号的成功发射无一不说明了我国航天科技的发展之迅速。四.课堂小结一.宇宙速度
1.第一宇宙速度：卫星发射的最小速度和绕地球运行的最大速度。
2.第一宇宙速度的计算。
3.第二、三宇宙速度的物理意义。
4.卫星的运动规律。
二.梦想成真五.课后练习要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是____km/s.
要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于____km/s.
要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于____km/s.?7.916.711.2 2.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是?
A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度? BC五.课后练习一颗以华人物理学家“吴健雄”命名的小行星，半径约为16 km，密度与地球相近。若在此小行星上发射一颗绕其表面运行的人造卫星，它的发射速度约为___________.（已知地球的半径R=6.4×103 km，取g=10 m/s2）
