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學校 課型 新課
學生 姓名： 班級： 小組： 課時 1
題目 7.4 宇宙航行 年級 高一
學習目標 1.通過近地衛(wèi)星的運行推導第一宇宙速度并計算其數(shù)值，同時理解第二、第三宇宙速度的含義。 2.通過對地球衛(wèi)星運動的分析，掌握不同高度衛(wèi)星的線速度、角速度、周期和加速度的特點。 3.通過閱讀教材，體會人類探索太空的成就與科學精神。
基礎知識 一 宇宙速度 1．牛頓的設想 如圖所示，把物體從高山上水平拋出，如果拋出速度 時，物體就不會落回地面，它將繞地球運動，成為 。 2．三個宇宙速度的含義 宇宙速度數(shù)值意義第一宇宙速度 km/s 衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做 的速度 第二宇宙速度 km/s 使衛(wèi)星掙脫 引力束縛的 速度 第三宇宙速度 km/s 使衛(wèi)星掙脫 引力束縛的 地面發(fā)射速度
[判一判] (1)繞地球做圓周運動的人造衛(wèi)星的速度可能大于7.9 km/s。( ) (2)在地面上發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度是7.9 km/s。( ) (3)要發(fā)射一顆月球人造衛(wèi)星，在地面的發(fā)射速度應大于16.7 km/s。( ) 二 人造地球衛(wèi)星 1．人造衛(wèi)星 (1)動力學特點 一般情況下可認為人造衛(wèi)星繞地球做 運動，其向心力由地球對它的 提供。 (2)速度和軌道半徑的關系 由G＝m，可得v＝ ，可知，衛(wèi)星的軌道半徑越小，線速度 。 2．同步衛(wèi)星 (1)高度約 ，位于地球赤道平面上。 (2)周期：與地球 周期相同。 (3)特點：相對 靜止。 [判一判] (1)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力由火箭推力提供。( ) (2)衛(wèi)星繞地球的軌道半徑越大，運行速度越大。( ) (3)同步衛(wèi)星的周期與地球自轉周期相同。( ) (4)可以發(fā)射一個定點在北京上方的同步衛(wèi)星。( ) (5)繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道圓心一定要與地心重合。( ) [想一想] 人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度能否達到10 km/s？如果在地球上發(fā)射物體，使物體速度為10 km/s，那么該物體將怎樣運動？ 三 載人航天與太空探索 1. 年蘇聯(lián)航天員 進入東方一號載人飛船，鑄就了人類首次進入太空的豐碑。 2．1969年，美國 飛船發(fā)射升空，拉開人類登月這一偉大歷史事件的帷幕。 3. 年10月15日9時，我國 宇宙飛船把中國第一位航天員 送入太空，截止到2017年底，我國已經(jīng)將 名航天員送入太空，包括兩名女航天員。 4. 年6月，神舟十號分別完成與 空間站的手動和自動交會對接；2016年10月19日，神舟十一號完成與天宮二號空間站的自動交會對接。2017年4月20日，我國發(fā)射了貨運飛船 ，入軌后與天宮二號空間站進行自動交會對接、自主快速交會對接等3次交會對接及多項實驗。
課堂拓展 考點一 宇宙速度 考向1　對三個宇宙速度的理解 1．(多選)下列關于三種宇宙速度的說法中，正確的是( ) A．第一宇宙速度v1＝7.9 km /s，第二宇宙速度v2＝11.2 km /s，則人造衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運行時的速度大于等于v1，小于v2 B．美國發(fā)射的“鳳凰號”火星探測衛(wèi)星，其發(fā)射速度大于第三宇宙速度 C．第二宇宙速度是在地面附近發(fā)射飛行器，使其克服地球引力，永遠離開地球的最小發(fā)射速度 D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大運行速度 考向2　第一宇宙速度的計算 2．我國成功發(fā)射一顆繞月運行的探月衛(wèi)星“嫦娥一號”。設該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面。已知月球的質量約為地球質量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度約為7.9 km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運行的速率約為( ) A．0.4 km/s B．1.8 km/s C．11 km/s D．36 km/s 考點二 人造衛(wèi)星的運行規(guī)律 3.(2020·遼寧遼河期中)如圖所示，A、B、C三顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，已知三顆衛(wèi)星的質量關系為mA＝mBaB＝aC C．向心力大小關系為FA＝FBTB＝TC 4．質量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。已知月球質量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉的影響，則航天器的( ) A．線速度v＝ B．角速度ω＝ C．運行周期T＝ D．向心加速度a＝ 5．(科技情境命題)我國北斗導航系統(tǒng)已于2020年7月31日全面建成開通，并提供全球服務。這標志著北斗系統(tǒng)服務范圍由區(qū)域擴展為全球，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時代。已知“北斗第三十顆導航衛(wèi)星”做勻速圓周運動的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星軌道半徑，運行速度為v，向心加速度為a，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G。下列判斷正確的是( ) A．衛(wèi)星質量為 B．該導航衛(wèi)星的運行周期小于24小時 C．該導航衛(wèi)星的軌道半徑與地球半徑之比為∶ D．該導航衛(wèi)星的運行速度與地球第一宇宙速度之比為∶ 考點三 同步衛(wèi)星 6．(2021·云南昆明模擬)2015年12月29日，“高分四號”衛(wèi)星升空。這是我國“高分”專項首顆高軌道、高分辨率的光學遙感衛(wèi)星，也是世界上空間分辨率很高、幅度很大的地球同步軌道遙感衛(wèi)星。下列關于“高分四號”地球同步衛(wèi)星的說法中正確的是( ) A．該衛(wèi)星定點在北京上空 B．該衛(wèi)星定點在赤道上空 C．它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自轉周期的整數(shù)倍 D．它的周期和地球自轉周期相同，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小 7．已知地球的半徑為R＝6 400 km，地球表面附近的重力加速度g＝9.8 m/s2，若發(fā)射一顆地球的同步衛(wèi)星，使它在赤道上空運轉，其高度和速度應為多大？
隨堂檢測 1．(多選)關于人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度可能正確的是( ) A．v＝11.2 km/s B．v＝7.9 km/s C．7.9 km/s課堂小結

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