2019-2020年高中物理 7.3人造衛(wèi)星 宇宙速度教學(xué)案 新人教版必修2.doc
《2019-2020年高中物理 7.3人造衛(wèi)星 宇宙速度教學(xué)案 新人教版必修2.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 7.3人造衛(wèi)星 宇宙速度教學(xué)案 新人教版必修2.doc(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高中物理 7.3人造衛(wèi)星 宇宙速度教學(xué)案 新人教版必修2學(xué)習(xí)目標(biāo): 1知道人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理和軌道。2知道三個(gè)宇宙速度。3掌握人造衛(wèi)星的周期、線速度、角速度跟其軌道半徑的關(guān)系。學(xué)習(xí)重點(diǎn): 1人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理和軌道。2人造衛(wèi)星的周期、線速度、角速度跟其軌道半徑的關(guān)系。學(xué)習(xí)難點(diǎn): 人造衛(wèi)星的周期、線速度、角速度跟其軌道半徑的關(guān)系。主要內(nèi)容:一、人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理和軌道 1運(yùn)行原理:2運(yùn)行軌道二、宇宙速度: 1第一宇宙速度(環(huán)繞速度):2第二宇宙速度(脫離速度): 3第三宇宙速度(逃逸速度):三、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和運(yùn)行速度 人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度是兩個(gè)不周的概念。所謂發(fā)射速度是指被發(fā)射物在地面附近離開(kāi)發(fā)射裝置時(shí)的初速度,并且一旦發(fā)射后就再無(wú)能量補(bǔ)充,被發(fā)射物僅依靠自己的初動(dòng)能克服地球引力上升一定高度,進(jìn)入運(yùn)動(dòng)軌道。要發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星,發(fā)射速度不能小于第一宇宙速度。若發(fā)射速度等于第一宇宙速度,衛(wèi)星只能“貼著”地面近地運(yùn)行,如果要使人造衛(wèi)星在距地面較高的軌道上運(yùn)行,就必須使發(fā)射速度大于第一宇宙速度。 所謂運(yùn)行速度,是指衛(wèi)星在進(jìn)入運(yùn)行軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。當(dāng)衛(wèi)星“貼著”地面運(yùn)行時(shí),運(yùn)行速度等于第一宇宙速度。根據(jù)知,人造衛(wèi)星距地面越高(即軌道半徑r越大),運(yùn)行速度越小。實(shí)際上,由于人造衛(wèi)星的軌道半徑都大于地球半徑,所以衛(wèi)星的實(shí)際運(yùn)行速度一定小于發(fā)射速度。人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度之間的大小關(guān)系是:1 12kmyv發(fā)79kmsv運(yùn)四、人造衛(wèi)星繞行線速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系 1線速度與半徑的關(guān)系:2角速度與半徑的關(guān)系:3周期與半徑的關(guān)系:由五、地球同步衛(wèi)星 所謂地球同步衛(wèi)星,是相對(duì)地面靜止的跟地球自轉(zhuǎn)同步的衛(wèi)星。衛(wèi)星要與地球自轉(zhuǎn)同步,必須滿足下列條件: 1衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,且衛(wèi)星的運(yùn)行周期與地球 自轉(zhuǎn)周期相同(即等于24h)。 2衛(wèi)星運(yùn)行的圓形軌道必須與地球的赤道平面重合。 3衛(wèi)星的的軌道高度一定(距地面36萬(wàn)公里)?!纠弧筷P(guān)于第一宇宙速度,下面說(shuō)法中正確的是: A它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小遮度 B它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度 C它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度 D它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)在近地點(diǎn)的速度 【例二】設(shè)地球半徑為R,一顆人造衛(wèi)星在離地面高度h=R的圓形軌道上運(yùn)行,其運(yùn)行速度是第一宇宙速度的多少倍? 【例三】把一顆質(zhì)量為2t的人造地球衛(wèi)星送入環(huán)繞地球運(yùn)行的圓形軌道,已知地球質(zhì)量為61024kg,半徑為64103km。這顆衛(wèi)星運(yùn)行的周期是多少小時(shí)? 【例四】假設(shè)同步1J星的軌道半徑足地球赤道半釋的胛倍,則: 彳j司步1j暈的向心加速度足赤道上物體m山加速度的(起+1)倍 BJ司步1j星的向心加速度足赤道上物體向一心加速度的胛倍 c-J刮步Ii星的向心加速度足赤道上物體向心加速度的三倍 DJ司步_l丁星的向心加速度足赤道上物體重力加速度的以倍課堂訓(xùn)練l_ LLtfJ星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則離地面越近的衛(wèi)星,其( )(A)速度越大 B角速度越大 c向心加速度越大 D周期越長(zhǎng)r當(dāng)人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周爿定等于79千米秒C定大于79千米秒運(yùn)動(dòng)時(shí),其繞行速度( )B定小于79干米秒;,D介十7。9112 T米秒:+然焉湍?黼蓊供B宇航鼬覺(jué)處于失重狀態(tài)4+凡審艙做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ囊π?r子凱貝瑟r見(jiàn)處了大里1八芯裂內(nèi)篙無(wú)4熱蝴蝴寸了D1984 8 鎰瓣景篷基公轉(zhuǎn)觚跟4我國(guó)在 年 月 目成功地發(fā)射了顆通汛1_J星,這顆Ii星繞地球公轉(zhuǎn)嗣用逐廈叫業(yè)健地球自轉(zhuǎn)的角速度u2之比ul“2=只然半徑為R。,地球表面處的重力加速度為g,一顆人造j星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),1。地球的半徑為o,地球表面處的重力加速度為 ,一顆人造lJ星圍繞地壞1取劊避圓刷垤列A:瞳星的速度大小為 曰一p星的角速度大小為c衛(wèi)星的加速度大小為g2 Dp星的運(yùn)動(dòng)周期芫2兩顆人造衛(wèi)星4和B的質(zhì)量之比為1:2,它們的軌道半釋之比為3:1,-a,-JWJ,fr恰好-與地球在同一條直線上,q。知兩顆p星的( )爿線速度之比v4:v曠1:3 B向心加速度之比吼:盤(pán)片。1:3C向心力之比幾:凡:1:1 8 D周期之比乃:3-1 。 3桑人造地球衛(wèi)星離地面高度等于地球的直徑,它繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的廠uj心加速度(以米秒。為單位)最接近于以下四個(gè)數(shù)值中的( )A5 B1C05。D、0。1。r-r-r-r-r-E,豐=窗訕丙M宣離p書(shū)帚刊FI碲的I坐裕 LrT#爿、 厶 且 ,0#=一,tj4拍rtn r們旦rt中 工J訴市十“。P、I撲:巴4午4Jfj m表不地琳迥。mI一星Ll口J少Ii生flu)Y4儀小b網(wǎng)。“”曠“一。鰳表示地球表面的重力加速度,緲0表示地球目轉(zhuǎn)的角速度,則像l!壁所義削地球刈匕馴。伺引力的大小為( )5地球半徑為R,地面的重力加速度為g,某小星距地面的高度也為R,設(shè)衛(wèi)星作勻速圓周運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )彳星的線速度為 Bp星的角速度為Cp星的加速度為DjIJ望的周期為6環(huán)繞地球。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,距地面高度越大,彳線速度和周期越大 B線逐度午周期越小C線速度越大,周期越小D線速度越小,周期越大7如果地球自轉(zhuǎn)速度加快以使赤道上的物體能克服地球引力以下說(shuō)法中正確的是( )叮脫離地面飄浮起來(lái),這時(shí)地球自轉(zhuǎn)的最大周期p(地球半徑為尺,地面重力加速度為g)8已知地球半徑約為64106m,又知月球繞地球的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則可估算出月球到地心的距離約為 m。(結(jié)果只保留一位有效數(shù)字)9如果有一個(gè)行星質(zhì)量是地球的l8,半徑是地球半釋的12。求在這一行星上發(fā)射衛(wèi)星的環(huán)繞速度。10甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星在同一軌道平面上的不同高度處同向運(yùn)動(dòng)(可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)),甲距地面的高度為地球半徑的O5倍,乙距地面的高度為地球半徑的5倍,兩衛(wèi)星的某一時(shí)刻正好位于地球表面某點(diǎn)的正上空,求: (1)兩衛(wèi)星運(yùn)行的線速度之比?(2)乙衛(wèi)星至少要經(jīng)過(guò)多少周期,兩衛(wèi)星間的距離才會(huì)達(dá)到最大?11無(wú)人飛船“神州二號(hào)”曾在離地面高度為H=34105m的圓軌道上運(yùn)行了47小時(shí)。求在這段時(shí)間內(nèi)它繞行地球多少圈?(地球半徑R=637106m,重力加速度g=98ms2)閱讀材料:靜止衛(wèi)星為何要多次點(diǎn)火1997年5月12日O時(shí),我國(guó)新一代通信衛(wèi)星東方紅三號(hào)由長(zhǎng)征三號(hào)甲火箭發(fā)射升空。東方紅三號(hào)衛(wèi)星升空后首先進(jìn)入了近地點(diǎn)高209km、遠(yuǎn)地點(diǎn)高36194km、傾角283的地球同步轉(zhuǎn)移軌道當(dāng)日下午4時(shí),衛(wèi)星上490牛推力的遠(yuǎn)地總發(fā)動(dòng)機(jī)第一次點(diǎn)火,50分鐘后,衛(wèi)星變軌成功,其近地點(diǎn)提高到6488km,傾角減少到l 2.3(遠(yuǎn)地點(diǎn)高度為36194km不變)5月13日、14日,在西安衛(wèi)星測(cè)控中心控制下,衛(wèi)星上遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)又先后兩次點(diǎn)火,衛(wèi)星順利進(jìn)入地球準(zhǔn)同步軌道此后,用衛(wèi)星上l O牛推力器進(jìn)行位置捕獲,使衛(wèi)星于5月20日定點(diǎn)在東經(jīng)125的赤道上空。為什么該衛(wèi)星要經(jīng)3次變軌及位置捕獲才能定點(diǎn)工作呢?這是由于地球靜止軌道高度約3586Okm,且軌道傾角為0(在該軌道運(yùn)行的衛(wèi)星,從地球上看好像是不動(dòng)的,衛(wèi)星運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等)。要把衛(wèi)星送到這個(gè)高度,并使衛(wèi)星以307kms同步速度運(yùn)行,這就要求火箭能夠達(dá)到1O4kms的速度它已接近第二宇宙速度(112kms),一般火箭很難“一步到位”,再因發(fā)射場(chǎng)不在赤道上,所以通常須進(jìn)行多次變軌才能進(jìn)入預(yù)定的地球靜止軌道。 我國(guó)發(fā)射靜止軌道衛(wèi)星一般是這樣的:用火箭把衛(wèi)星送入約近地點(diǎn)200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)36OOOkm、傾角285的橢圓形軌道衛(wèi)星在運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)附近時(shí),幾次用衛(wèi)星上遠(yuǎn)地點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)變軌,不斷抬高近地點(diǎn)高度,使橢圓形軌道逐漸拉高為距地面高36000砌的圓軌道衛(wèi)星進(jìn)入準(zhǔn)同步軌道后,靠星上小推力器向定點(diǎn)位置飄移,并調(diào)整軌道的各個(gè)參數(shù)使衛(wèi)星的軌道傾角接近零,軌道周期接近于地球自轉(zhuǎn)周期衛(wèi)星定點(diǎn)后還要進(jìn)行定點(diǎn)保持由于地球扁率和太陽(yáng)光壓會(huì)引起衛(wèi)星在定點(diǎn)位置的東西方向上飄移,要克服這種飄移,使衛(wèi)星保持在定點(diǎn)位置的O1。范圍,需用星上推力器不斷進(jìn)行軌道修正,每年要付出2ms的修正速度日月引力會(huì)引起傾角變化,使衛(wèi)星在南北方向上產(chǎn)生飄移,飄移速度約O75。O95。年不等,不同年傷不一樣要克服這種飄移,使衛(wèi)星在南北方向上也保持在上01。的范圍內(nèi),每年需付出4051ms的修正速度所以,地球靜止軌道衛(wèi)星在軌工作壽命期間,地面測(cè)控站要定期地測(cè)量衛(wèi)星軌道,并定期修正,直到衛(wèi)星上控制系統(tǒng)的燃料用完- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019-2020年高中物理 7.3人造衛(wèi)星 宇宙速度教學(xué)案 新人教版必修2 2019 2020 年高 物理 7.3 人造衛(wèi)星 宇宙速度 教學(xué) 新人 必修
鏈接地址:http://www.szxfmmzy.com/p-2705188.html