专题课：人造卫星问题课件（24张）
文档属性
| 名称 | 专题课：人造卫星问题课件（24张） |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 553.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-03-19 00:00:00 | ||
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文档简介
课件26张PPT。专题课：人造卫星问题 1．清楚人造地球卫星绕地球运动的向心力来源——地球对行星的万有引力．
2．会计算各种卫星的运行参量，能比较不同轨道(高度不同)上的卫星运行参量的大小．
3．清楚地球同步卫星，能将地球卫星的研究方法迁移应用到绕月飞行的嫦娥探测器的运行规律的研究中．教学目标【重点】
(1)人造卫星运行参量比较．
(2)地球同步卫星．
【难点】
卫 星(飞船、探测器、空间站)变轨问题．重点难点 本节研究人造卫星问题，包括飞船、探测器、空间站问题，本节内容的教学应首先从人造卫星的动力学分析入手，定量探讨出人造卫星各个运行参量的决定关系式，据此可进一步研究人造卫星的变轨问题和同步卫星问题．教学建议 【导入一】
同学们经常收看卫星电视节目，卫星电视信号就是通过通信卫星进行转播的，卫星为什么能高高悬挂在天上呢？这节课我们重点研究人造卫星问题．
【导入二】
同学们都知道月球是地球的卫星，而且地球只有一个天然卫星，但是月球并不孤单，人类迄今为止已经给月球发射了很多小伙伴——人造地球卫星．这节课我们重点研究人造卫星问题. 新课导入运动，它比直线运动复杂，为研究复杂的运动，就需要把复杂的运动分为简单的运动，本节课我们就来学习一种常用的一种方法——运动的合成与分解．
【导入二】
播放课件：蜡块在竖直方向做速度为v1的匀速直线运动，水平方向做速度为v2的匀速直线运动，实际运动轨迹为斜向上的匀速直线运动．
思考：轨迹真的是直线吗？用什么方法可以搞清楚这个问题？
尝试：建立直角坐标系；求出蜡块在坐标系中的轨迹方程，就可以知道该运动的性质. 新课导入例1 (多选)如图Z2－1所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内沿圆形轨道运动的三颗卫星，则( )
A．b、c的角速度相等，且大于a的角速度
B．b、c的周期相等，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的线速度学习互动人造卫星运行参量的比较考点一图Z2－1学习互动[答案] BD学习互动学习互动例2 [2016·四川卷] 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，
固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，
则a1、a2、a3的大小关系为( )
?A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1
C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3图Z2－2学习互动[答案] D学习互动[答题要点] 解决本题的关键是认清三个物体(赤道上的物体、近地卫星、同步卫星)之间的关系．学习互动例3 (多选)关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )
A．它们的质量一定是相同的
B．它们的周期、高度、速度大小一定是相同的
C．我国发射的地球同步卫星可以定点在北京上空
D．我国发射的地球同步卫星必须定点在赤道上空学习互动地球同步卫星考点二[答案] CD学习互动例4 (多选)我国已于2011年9月末发射“天宫一号”目标飞行器，11月初发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”成功实现对接．图Z2－3为“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动时的示意图，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道．由此可以判定( )
A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B．“天宫一号”的周期等于“神舟八号”的周期
C．“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度
D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接学习互动卫星(飞船、探测器、空间站)变轨问题考点三图Z2－3学习互动[答案] BD学习互动学习互动备用习题如图所示，一个飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动．经P点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道．则飞行器( )
A．变轨后将沿轨道2运动
B．相对于变轨前运行周期变长
C．变轨前、后在两轨道上经P
点的速度大小相等
D．变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等[答案] D备用习题[解析]由于在P点推进器向前喷气，故飞行器将做减速运动，飞行器所需向心力减小，而在P点万有引力保持不变，故飞行器将开始做近心运动，轨道半径减小，故将沿轨道3运动，选项A错误；根据开普勒行星运动定律知，卫星轨道半径减小，则周期减小，选项B错误；因为变轨过程是飞行器向前喷气过程，故是减速过程，所以变轨前、后经过P点的速度大小不相等，选项C错误；飞行器在不同轨道经过P点时都是由万有引力产生加速度，因此在同一点P，万有引力产生的加速度大小相等，选项D正确．自我检测1．(卫星轨道)(多选)如图Z2－4所示，O是地球球心，下列说法正确的是( )
A．同步卫星轨道只能
与轨道a共面
B．同步卫星轨道只能
与轨道d共面
C．卫星可能的轨道为c、d
D．卫星可能的轨道为a、b[答案] AC图Z2－4[解析] [解析] 同步卫星轨道只能与赤道共面，即只能与轨道a共面，选项A正确，选项B错误．卫星的轨道必须过地心，卫星可能的轨道为a、c、d，选项C正确，选项D错误．自我检测2．(人造卫星运行参量的比较)(多选)有两颗人造地球卫星a、b在如图Z2－5所示的轨道上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )
A．a的周期比b的大
B．a的向心加速度比b的小
C．a的向心力比b的小
D．a的角速度比b的大[答案] AB图Z2－5 自我检测自我检测3．(变轨问题)2012年6月18日早上5点43分，“神舟九号”飞船完成了最后一次变轨，在与“天宫一号”对接之前“神舟九号”共完成了4次变轨，“神舟九号”某次变轨的示意图如图Z2－6所示，在A点从椭圆轨道Ⅱ进入圆形轨道Ⅰ，B为轨道Ⅱ上的一点．
关于飞船的运动，下列说法中错误的是( )
A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过
A的速度
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度[答案] D图Z2－6自我检测
2．会计算各种卫星的运行参量，能比较不同轨道(高度不同)上的卫星运行参量的大小．
3．清楚地球同步卫星，能将地球卫星的研究方法迁移应用到绕月飞行的嫦娥探测器的运行规律的研究中．教学目标【重点】
(1)人造卫星运行参量比较．
(2)地球同步卫星．
【难点】
卫 星(飞船、探测器、空间站)变轨问题．重点难点 本节研究人造卫星问题，包括飞船、探测器、空间站问题，本节内容的教学应首先从人造卫星的动力学分析入手，定量探讨出人造卫星各个运行参量的决定关系式，据此可进一步研究人造卫星的变轨问题和同步卫星问题．教学建议 【导入一】
同学们经常收看卫星电视节目，卫星电视信号就是通过通信卫星进行转播的，卫星为什么能高高悬挂在天上呢？这节课我们重点研究人造卫星问题．
【导入二】
同学们都知道月球是地球的卫星，而且地球只有一个天然卫星，但是月球并不孤单，人类迄今为止已经给月球发射了很多小伙伴——人造地球卫星．这节课我们重点研究人造卫星问题. 新课导入运动，它比直线运动复杂，为研究复杂的运动，就需要把复杂的运动分为简单的运动，本节课我们就来学习一种常用的一种方法——运动的合成与分解．
【导入二】
播放课件：蜡块在竖直方向做速度为v1的匀速直线运动，水平方向做速度为v2的匀速直线运动，实际运动轨迹为斜向上的匀速直线运动．
思考：轨迹真的是直线吗？用什么方法可以搞清楚这个问题？
尝试：建立直角坐标系；求出蜡块在坐标系中的轨迹方程，就可以知道该运动的性质. 新课导入例1 (多选)如图Z2－1所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内沿圆形轨道运动的三颗卫星，则( )
A．b、c的角速度相等，且大于a的角速度
B．b、c的周期相等，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的线速度学习互动人造卫星运行参量的比较考点一图Z2－1学习互动[答案] BD学习互动学习互动例2 [2016·四川卷] 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，
固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，
则a1、a2、a3的大小关系为( )
?A．a2＞a1＞a3 B．a3＞a2＞a1
C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3图Z2－2学习互动[答案] D学习互动[答题要点] 解决本题的关键是认清三个物体(赤道上的物体、近地卫星、同步卫星)之间的关系．学习互动例3 (多选)关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )
A．它们的质量一定是相同的
B．它们的周期、高度、速度大小一定是相同的
C．我国发射的地球同步卫星可以定点在北京上空
D．我国发射的地球同步卫星必须定点在赤道上空学习互动地球同步卫星考点二[答案] CD学习互动例4 (多选)我国已于2011年9月末发射“天宫一号”目标飞行器，11月初发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”成功实现对接．图Z2－3为“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动时的示意图，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道．由此可以判定( )
A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B．“天宫一号”的周期等于“神舟八号”的周期
C．“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度
D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接学习互动卫星(飞船、探测器、空间站)变轨问题考点三图Z2－3学习互动[答案] BD学习互动学习互动备用习题如图所示，一个飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动．经P点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道．则飞行器( )
A．变轨后将沿轨道2运动
B．相对于变轨前运行周期变长
C．变轨前、后在两轨道上经P
点的速度大小相等
D．变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等[答案] D备用习题[解析]由于在P点推进器向前喷气，故飞行器将做减速运动，飞行器所需向心力减小，而在P点万有引力保持不变，故飞行器将开始做近心运动，轨道半径减小，故将沿轨道3运动，选项A错误；根据开普勒行星运动定律知，卫星轨道半径减小，则周期减小，选项B错误；因为变轨过程是飞行器向前喷气过程，故是减速过程，所以变轨前、后经过P点的速度大小不相等，选项C错误；飞行器在不同轨道经过P点时都是由万有引力产生加速度，因此在同一点P，万有引力产生的加速度大小相等，选项D正确．自我检测1．(卫星轨道)(多选)如图Z2－4所示，O是地球球心，下列说法正确的是( )
A．同步卫星轨道只能
与轨道a共面
B．同步卫星轨道只能
与轨道d共面
C．卫星可能的轨道为c、d
D．卫星可能的轨道为a、b[答案] AC图Z2－4[解析] [解析] 同步卫星轨道只能与赤道共面，即只能与轨道a共面，选项A正确，选项B错误．卫星的轨道必须过地心，卫星可能的轨道为a、c、d，选项C正确，选项D错误．自我检测2．(人造卫星运行参量的比较)(多选)有两颗人造地球卫星a、b在如图Z2－5所示的轨道上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )
A．a的周期比b的大
B．a的向心加速度比b的小
C．a的向心力比b的小
D．a的角速度比b的大[答案] AB图Z2－5 自我检测自我检测3．(变轨问题)2012年6月18日早上5点43分，“神舟九号”飞船完成了最后一次变轨，在与“天宫一号”对接之前“神舟九号”共完成了4次变轨，“神舟九号”某次变轨的示意图如图Z2－6所示，在A点从椭圆轨道Ⅱ进入圆形轨道Ⅰ，B为轨道Ⅱ上的一点．
关于飞船的运动，下列说法中错误的是( )
A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过
A的速度
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度[答案] D图Z2－6自我检测