《魯科物理必修2 第5章第3節(jié)《人類(lèi)對(duì)太空的不懈追求》》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《魯科物理必修2 第5章第3節(jié)《人類(lèi)對(duì)太空的不懈追求》（39頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第3節(jié)人類(lèi)對(duì)太空的不懈追求 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第3節(jié) 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 了解人類(lèi)對(duì)太空的認(rèn)識(shí)過(guò)程及不同階段取得的成就 2 了解牛頓萬(wàn)有引力定律的發(fā)展過(guò)程 3 了解現(xiàn)代人類(lèi)對(duì)太空的探索成就 課前自主學(xué)案 一 古希臘人的探索天文學(xué)家托勒密完善了 為航海家 天文學(xué)家和占星士所采用 二 文藝復(fù)興的撞擊1 1543年 波蘭天文學(xué)家哥白尼宣布了他幾十年來(lái)的研究成果 正式提出了 2 著名的天文觀測(cè)家 用觀測(cè)結(jié)果推翻了托勒密和哥白尼的理論 3 開(kāi)普勒在第谷和哥白尼的研究成果基礎(chǔ)上 終于發(fā)現(xiàn)了更為精確的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律 并先后提出了三大定律 地心本輪理論 天體運(yùn)行論 日心說(shuō) 第谷 布拉赫 三 牛頓的大綜合牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上 運(yùn)用開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)定律和自己的研究成果 逐步建立了萬(wàn)有引力定律 并寫(xiě)了科學(xué)史上最偉大的著作之一 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 四 對(duì)太空的探索1 1957年10月4日 的第一顆人造衛(wèi)星上天 中國(guó)在 年發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星 2 1961年4月12日 世界第一艘載人宇宙飛船 東方 號(hào)發(fā)射升空 前蘇聯(lián)宇航員 成功完成了人類(lèi)的第一次環(huán)繞地球飛行 3 1990年4月24日 升空 幫助人類(lèi)對(duì)宇宙進(jìn)行更多的了解 4 2005年7月4日 號(hào)發(fā)射出一個(gè)重372千克的撞擊艙 撞擊慧核 這是人類(lèi)探測(cè)器首次撞擊彗星 5 2020年 人類(lèi)計(jì)算使用新一代載人飛船 重返月球 前蘇聯(lián) 1970 加加林 哈勃望遠(yuǎn)鏡 深度撞擊 獵戶(hù)座 核心要點(diǎn)突破 一 人造衛(wèi)星的超重與失重1 人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時(shí) 有一段加速運(yùn)動(dòng) 在返回地面時(shí) 有一段減速運(yùn)動(dòng) 這兩個(gè)過(guò)程加速度方向均向上 因而都是超重狀態(tài) 2 人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)行時(shí) 由于萬(wàn)有引力提供向心力 所以處于完全失重狀態(tài) 在這種情況下凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都會(huì)停止發(fā)生 因此 在衛(wèi)星上的儀器 凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能使用 同理 與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)也將無(wú)法進(jìn)行 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 航天員若在軌道艙內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留 需每天進(jìn)行體育鍛煉 下列器材適合航天員進(jìn)行體育鍛煉的是 A 啞鈴B 彈簧拉力器C 單杠D 跑步機(jī)解析 選B 因A C D的使用均與重力有關(guān) 而衛(wèi)星中處于完全失重狀態(tài) 二 飛船及人造衛(wèi)星的變軌問(wèn)題1 飛船從橢圓軌道運(yùn)動(dòng)向圓軌道運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變飛船運(yùn)行軌道的形狀從橢圓變成圓是可以通過(guò)飛船自帶的推進(jìn)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的 如圖5 3 1所示是飛船運(yùn)行的橢圓軌道 圖5 3 1 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 2010年高考天津卷 探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 則變軌后與變軌前相比 A 軌道半徑變小B 向心加速度變小C 線(xiàn)速度變小D 角速度變小 三 雙星問(wèn)題宇宙中往往會(huì)有相距較近 質(zhì)量可以相比的兩顆星球 它們離其他星球都較遠(yuǎn) 因此其他星球?qū)λ鼈兊娜f(wàn)有引力可以忽略不計(jì) 在這種情況下 它們將圍繞它們連線(xiàn)上的某一固定點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 這種結(jié)構(gòu)叫做雙星 雙星有以下特點(diǎn) 圖5 3 2 1 由于雙星和該固定點(diǎn)總保持三點(diǎn)共線(xiàn) 所以在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度必相等 即雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度必相等 因此周期也必然相等 2 由于每顆星的向心力都是由雙星間相互作用的萬(wàn)有引力提供的 因此向心力大小必然相等 3 列式時(shí)需注意 萬(wàn)有引力定律表達(dá)式中的r表示雙星間的距離 即兩個(gè)圓周的半徑之和 而向心力表達(dá)式中的r表示它們各自做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 千萬(wàn)不可混淆 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 兩顆靠的很近的恒星 這兩顆星必定以一定的角速度繞兩者連線(xiàn)上的一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)才不至于由于萬(wàn)有引力作用而吸在一起 已知兩顆星的質(zhì)量分別為m1和m2 兩顆星相距L 試求這兩顆星旋轉(zhuǎn)的中心位置和這兩顆星轉(zhuǎn)動(dòng)的周期 解析 由題意我們可以畫(huà)出如圖所示的雙星旋轉(zhuǎn)示意圖 答案 見(jiàn)解析 課堂互動(dòng)講練 2008年9月25日至28日我國(guó)成功實(shí)施了 神舟 七號(hào)載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙 飛船先沿橢圓軌道飛行 后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速 由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道 在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘 下列判斷正確的是 圖5 3 3 A 飛船變軌前后的機(jī)械能相等B 飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C 飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度小于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度D 飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度 答案 B 衛(wèi)星變軌問(wèn)題 如圖5 3 4所示 a b c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星 下列說(shuō)法正確的是 圖5 3 4 A b c的線(xiàn)速度大小相等 且大于a的線(xiàn)速度B b c的向心加速度大小相等 且大于a的向心加速度C c加速可追上同一軌道上的b b減速可等到同一軌道上的cD a衛(wèi)星由于某種原因 軌道半徑緩慢減小 其線(xiàn)速度將變大 答案 D 變式訓(xùn)練1 2010年高考江蘇卷改編 2009年5月 航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后 在A點(diǎn)從圓形軌道 進(jìn)入橢圓軌道 B為軌道 上的一點(diǎn) 如圖5 3 5所示 關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法中不正確的是 如圖5 3 5 A 在軌道 上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度B 在軌道 上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道 上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能C 在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期D 在軌道 上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道 上經(jīng)過(guò)A的加速度 2011年衡水高一檢測(cè) 宇宙中兩顆相距較近的天體稱(chēng)為 雙星 它們以?xún)烧哌B線(xiàn)上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 而不至于因萬(wàn)有引力的作用吸引到一起 設(shè)兩者的質(zhì)量分別為m1和m2 兩者相距為L(zhǎng) 求 1 雙星的軌道半徑之比 2 雙星的線(xiàn)速度之比 對(duì)雙星問(wèn)題的考察 思路點(diǎn)撥 雙星之間的作用力是兩星之間的萬(wàn)有引力 要做穩(wěn)定的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 只有依靠萬(wàn)有引力提供向心力 又以?xún)烧哌B線(xiàn)上的某點(diǎn)為圓心 所以半徑不變 故運(yùn)動(dòng)過(guò)程中角速度相等 再由萬(wàn)有引力定律求解 圖5 3 6 答案 變式訓(xùn)練2海王星的質(zhì)量是地球的17倍 它的半徑是地球的變式訓(xùn)練2經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了 雙星系統(tǒng) 雙星系統(tǒng) 由兩顆相距較近的恒星組成 每個(gè)恒星的線(xiàn)度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星球之間的距離 而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體 如圖5 3 7所示 兩顆星球A B組成的雙星 在相互之間的萬(wàn)有引力作用下 繞連線(xiàn)上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)測(cè)得兩顆星球A B之間的距離為L(zhǎng) 質(zhì)量之比為m1 m2 3 2 則可知 圖5 3 7 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全