2019-2020年高一物理人造地球衛(wèi)星 宇宙速度一.教學(xué)目標1、了解三個宇宙速度的含義，會推算第一宇宙速度。會計算不同軌道上的人造地球衛(wèi)星的速度和周期。2、感受人類在航天領(lǐng)域和宇宙開發(fā)方面所取得的巨大成就3、通過查閱資料，了解我國航天事業(yè)的發(fā)展，培養(yǎng)愛國主義情操。二.教學(xué)重點推算第一宇宙速度、萬有引力定律的應(yīng)用三.教學(xué)難點萬有引力定律的應(yīng)用方法四.教學(xué)過程【自主學(xué)習】一、 人造地球衛(wèi)星1.牛頓對人造地球衛(wèi)星原理的描繪：_ 2.人造地球衛(wèi)星繞地球運行的動力學(xué)原因:_ _提供_所需的向心力3.人造地球衛(wèi)星在軌道上運行時不可能處于受力平衡狀態(tài),其加速度等于_.二、 宇宙速度：1.衛(wèi)星的繞行速度v=_討論：衛(wèi)星與地心的距離r越大，則v_，且v與衛(wèi)星的質(zhì)量_關(guān)。2、三個宇宙速度(1)第一宇宙速度(環(huán)繞速度)v1=_km/s，推導(dǎo)：(2)第二宇宙速度(脫離速度)v2=_km/s,(3)第三宇宙速度(逃逸速度)v3=_km/s3.地球同步衛(wèi)星:周期T=_h.高度h=_m.線速度v=_km/s【典型例題】【例1】關(guān)于第一宇宙速度，下面說法中錯誤的是 ( AD )A它是人造地球衛(wèi)星繞地飛行的最小速度B它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運行速度C它是能使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D從人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的速度v=可知，把衛(wèi)星發(fā)射到越遠的地方越容易?！纠?】1990年3月，紫金山天文臺將該臺發(fā)現(xiàn)的2752號小行星命名為“吳健雄星”將其看作球形，直徑約為32km，密度和地球密度相近若在此小行星上發(fā)射一顆衛(wèi)星環(huán)繞其表面附近旋轉(zhuǎn)，求此衛(wèi)星的環(huán)繞速度(地球半徑取6400km) 約20m/s【例3】有兩個人造地球衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運動，已知它們的軌道半徑之比r1r241，求這兩個衛(wèi)星的：(1)線速度之比；(2)角速度之比；(3)向心加速度之比；(4)運動周期之比1:2 1:8 1:16 8:1【例4】關(guān)于我國發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通訊衛(wèi)星的說法，正確的是 ( D )A若其質(zhì)量加倍，則軌道半徑也要加倍B它在北京上空運行，故可用于我國的電視廣播C它以第一宇宙速度運行D它運行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同【課堂練習】1若人造地球衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運動，下列說法中正確的是 ( )A半徑越大，速度越小，周期越小B半徑越大，速度越小，周期越大C所有衛(wèi)星的線速度均是相同的，與半徑無關(guān)D所有衛(wèi)星的角速度都是相同的，與半徑無關(guān)2同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星 ( )A它可以在地面上任一點的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同的數(shù)值B它可以在地面上任一點的正上方，但離地心的距離是一定的C它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的數(shù)值D它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的3兩顆人造地球衛(wèi)星A和B的質(zhì)量之比mAmB12，軌道半徑之比rArB13，某一時刻它們的連線通過地心，則此時它們的線速度之比vAvB_，向心加速度之比aAaB_，向心力之比FAFB_4地球和另一個天體的密度之比為32，半徑之比為12，地球表面的重力加速度g9.8m/s2，則這個天體表面的重力加速度是多少？在這個天體上發(fā)射衛(wèi)星的環(huán)繞速度是多少？【課后練習】:1.人造衛(wèi)星以地心為圓心，做勻速圓周運動，它的速率、周期與它的軌道半徑的關(guān)系是( )A.半徑越大，速率越大，周期越大 B.半徑越大，速率越小，周期越小C.半徑越大，速率越小，周期越大 D.半徑越大，速率越大，周期越小2關(guān)于第一宇宙速度，下面說法它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 它是發(fā)射人造衛(wèi)星進入近地圓軌道的最小速度 它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最大速度 它是發(fā)射人造衛(wèi)星進入近地圓軌道的最大速度。以上說法中正確的有（ ）A B C DQP3213、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，下列說法中正確的是：（ ）A、衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B、衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C、衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度4、有關(guān)人造地球衛(wèi)星的說法中正確的是：（ ）A第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球運行的最小速度B第一宇宙速度是近地圓軌道上人造衛(wèi)星運行速度C第一宇宙速度是能使衛(wèi)星進入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D衛(wèi)星環(huán)繞地球的角速度與地球半徑R成反比5、宇宙飛船以g/2的加速度勻加速豎直上升，在飛船中用彈簧秤測得質(zhì)量為10kg的物體的重為7.5N,若已知地球半徑為6400km,求測量時飛船所處的位置距地面的高度(g為地球表面的重力加速度)