宇宙航行导学案
一、复习巩固
1、（1）天体运动近似看成匀速圆周运动，万有引力提供向心力。
即???????? =???????? =????????? =???????，这是解决天体运动问题的核心思路。
（2）忽略地球自转影响，地表附近物体的重力等于物体所受万有引力。
即????? =?????? ，所以????? =????? ，我们称为黄金代换式。
2、设质量为m的天体绕另一个质量为M的中心天体做半径为r的圆周运动，则其线速度可表示为 ；角速度可表示为 ；周期可表示为 ；向心加速度可表示为 ；当r增大时，V ，ω ，T ，a 。
【针对练习】
地球半径为R，一颗卫星在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动，地球表面处的重力加速度为g，万有引力常量为G．求： （1）卫星的运动周期；（2）地球的密度．
二、自主学习
1、宇宙速度
（1）、16世纪牛顿就曾思考过这样一个问题：从地球的高山上将物体水平抛出，速度越大，落地点就 。如果抛出的速度足够大，物体就不再落回地面，它将 运动，成为一颗 。
【典型例题】
设地球质量为M，半径为R，求以多大的速度发射这个物体，物体就刚好不落回地面，成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星呢？请你用万有引力的有关知识把它算出来，要求写出计算步骤和结果。（M= R=）。
【小结】这个物体运动所需的向心力是由 提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离，根据牛顿第二定律得方程： ，可解出v1 =___ __km/s。 叫做第一宇宙速度。
【拓展】第一宇宙速度的另一种推导方法：在地面附近，万有引力近似等于重力，此力提供卫星做匀速圆周运动的向心力。
（2）、第二宇宙速度，大小： 。意义：使卫星挣脱 的束缚，成为绕 运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。第三宇宙速度，大小： 。意义：使卫星挣脱 束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。
【小结】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不是圆，而是椭圆；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。
【课内探究】
1、人类发射的人造地球卫星已经有几千颗了，这些卫星运行的快慢不同，那么卫星运行的快慢与什么因素有关呢？
2、人造卫星的发射速度和运行速度
（1）发射速度：
（2）环绕速度：
（3）第一宇宙速度是最大发射速度还是最小的发射速度？是最大的运行速度还是最小的运行速度？
【当堂检测】
1、若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越远的卫星?（?）??
A．所受的万有引力越小??B．运行的角速度越大?C．运行的线速度越小?D．运行的周期越小?
2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（????）?
A．一定等于7.9?km/s??????B．等于或小于7.9?km/s?????
C．一定大于7.9?km/s??????D．介于7.9～11.2?km/s之间
3、某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（?）???????
A．9倍?????B．1/3?????C．3倍????D．1/9
4、某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该星球上的第一宇宙速度．
1、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（????）?
A．一定等于7.9?km/s??????B．等于或小于7.9?km/s?????
C．一定大于7.9?km/s??????D．介于7.9～11.2?km/s之间
【答案】B
2、某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（?）???????
A．9倍?????B．1/3?????C．3倍????D．1/9
【答案】B
3、某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，则该星球上的第一宇宙速度为：（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
4、某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该星球上的第一宇宙速度．
课件21张PPT。知识回顾地球半径为R，一颗卫星在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动，地球表面处的重力加速度为g，万有引力常量为G．求： （1）卫星的运动周期； （2）地球的密度．§6.5 宇宙航行飞天梦想俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月梦想成真梦想成真1970年4月24日我国
第一颗人造卫星升空 2007年10月24日嫦娥
一号月球探测器发射成功一、人造卫星的发射原理牛顿的猜想：牛顿的手稿：物体的初速度多大时，不会落回地面，能成为一颗人造卫星呢？跟着牛顿思考第一宇宙速度（v=7.9km/s）：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，又称环绕速度。地球老老实实——环绕速度 V1=7.9km/s地球V2=11.2km/s第二宇宙速度（v=11.2km/s） ：是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，是在地球上发射绕太阳运行或飞到其他行星上去的飞行器的最小发射速度，又称为脱离速度。飞出地球去——脱离速度11.2km/s>v>7.9km/s飞出太阳系——逃逸速度 V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s第三宇宙速度（v=16.7km/s） ：是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的最小发射速度，又称为逃逸速度宇宙速度一个无钱的酒鬼向店家喊道“吃点酒”，店家不允，酒鬼乞讨说“要一点儿”，店家答道“要留点（自己）吃”课内探究人类发射的人造地球卫星已经有几千颗了，这些卫星运行的快慢不同，那么卫星运行的快慢与什么因素有关呢？
第一宇宙速度是最大发射速度还是最小发射速度？
第一宇宙速度是最大环绕速度还是最小环绕速度？
人类发射的人造地球卫星已经有几千颗了，这些卫星运行的快慢不同，那么卫星运行的快慢与什么因素有关呢？
探究1——知识回顾1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。r↗ v↘①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度探究2——新知拓展知识小结1、研究天体运动问题的两条思路
2、第一宇宙速度：最小发射速度，最大环绕速度；
第二宇宙速度：挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度；
第三宇宙速度：挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度； 1、若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越远的卫星 （ ）
A．所受的万有引力越小
B．运行的角速度越大
C．运行的线速度越小
D．运行的周期越小 学以致用，巩固提高AC高轨低速长周期2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（????）?
A．一定等于7.9?km/s??????
B．等于或小于7.9?km/s?????
C．一定大于7.9?km/s??????
D．介于7.9～11.2?km/s之间B3、某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（ ）
A．9倍 B．1/3 C．3倍 D．1/9B4、某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该星球上的第一宇宙速度．
课后作业：
必做：完成学案上的【基础训练】；
预习及推导近地卫星和同步卫星的轨道半径运行周期及运行速度
选做：完成学案上的【能力提升】
