高一物理飛出地球去1

1、54飛出地球去飛出地球去核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練5.4課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解第一宇宙速度，了解第二、理解第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度第三宇宙速度2了解人類(lèi)沖出地球，飛向宇宙的艱難歷程了解人類(lèi)沖出地球，飛向宇宙的艱難歷程和偉大成就，同時(shí)了解我國(guó)航天工作者的豐功和偉大成就，同時(shí)了解我國(guó)航天工作者的豐功偉績(jī)偉績(jī)重點(diǎn)難點(diǎn)：人造地球衛(wèi)星的相關(guān)問(wèn)題及第一宇重點(diǎn)難點(diǎn)：人造地球衛(wèi)星的相關(guān)問(wèn)題及第一宇宙速度的計(jì)算宙速度的計(jì)算課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、三個(gè)宇宙速度一、三個(gè)宇宙速度1第一宇宙速度第一宇宙速度要想發(fā)

2、射人造衛(wèi)星，必須具有足夠的速度，發(fā)射要想發(fā)射人造衛(wèi)星，必須具有足夠的速度，發(fā)射人造衛(wèi)星最小的發(fā)射速度稱為第一宇宙速度，又人造衛(wèi)星最小的發(fā)射速度稱為第一宇宙速度，又叫地面附近的環(huán)繞速度叫地面附近的環(huán)繞速度v_ _.7.9km/s2第二宇宙速度第二宇宙速度飛出地球去飛出地球去 當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于_時(shí)，它繞地球運(yùn)行的軌跡就不再是時(shí)，它繞地球運(yùn)行的軌跡就不再是圓形，而是橢圓形當(dāng)衛(wèi)星的速度等于或大于圓形，而是橢圓形當(dāng)衛(wèi)星的速度等于或大于_時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力不時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的引力不再繞地球運(yùn)行，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星或飛再繞地球運(yùn)行，成

3、為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星或飛到其他行星上去，我們把到其他行星上去，我們把_稱為第稱為第二宇宙速度，又叫二宇宙速度，又叫_7.9km/s11.2km/s11.2km/s脫離速度脫離速度3第三宇宙速度第三宇宙速度飛出太陽(yáng)系飛出太陽(yáng)系當(dāng)物體的速度等于或大于當(dāng)物體的速度等于或大于_時(shí)，物體時(shí)，物體便將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇便將掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間中去，我們把宙空間中去，我們把_稱為第三宇稱為第三宇宙速度，又叫地面附近的宙速度，又叫地面附近的_16.7km/s16.7km/s逃逸速度逃逸速度思考感悟思考感悟我國(guó)于我國(guó)于2010年發(fā)射了一個(gè)火星探測(cè)器，試問(wèn)這個(gè)年發(fā)射了

4、一個(gè)火星探測(cè)器，試問(wèn)這個(gè)探測(cè)器大體以多大的速度從地球上發(fā)射？探測(cè)器大體以多大的速度從地球上發(fā)射？提示：提示：火星探測(cè)器繞火星運(yùn)動(dòng)，脫離了地球的束火星探測(cè)器繞火星運(yùn)動(dòng)，脫離了地球的束縛，但沒(méi)有掙脫太陽(yáng)的束縛，因此它的發(fā)射速度縛，但沒(méi)有掙脫太陽(yáng)的束縛，因此它的發(fā)射速度應(yīng)在第二宇宙速度與第三宇宙速度之間，即應(yīng)在第二宇宙速度與第三宇宙速度之間，即11.2 km/svv7.9 km/s時(shí)：衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)，時(shí)：衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)，其軌道或者是圓或者是橢圓如果是橢圓，地球其軌道或者是圓或者是橢圓如果是橢圓，地球位于一個(gè)焦點(diǎn)上位于一個(gè)焦點(diǎn)上當(dāng)當(dāng)16.7 km/sv11.2 km/s時(shí)：衛(wèi)星脫離地球時(shí)：衛(wèi)星脫離地球

5、的束縛，成為太陽(yáng)系的一顆的束縛，成為太陽(yáng)系的一顆“小行星小行星”當(dāng)當(dāng)v16.7 km/s時(shí)：衛(wèi)星脫離太陽(yáng)的引力束縛時(shí)：衛(wèi)星脫離太陽(yáng)的引力束縛跑到太陽(yáng)系以外的空間中去跑到太陽(yáng)系以外的空間中去即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1一顆人造地球衛(wèi)星以初速度一顆人造地球衛(wèi)星以初速度v發(fā)射后，可繞地發(fā)射后，可繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若使發(fā)射速度為球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若使發(fā)射速度為2v，該衛(wèi)星，該衛(wèi)星可能可能()A繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期變大繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期變大B繞地球運(yùn)動(dòng)，軌道變?yōu)闄E圓繞地球運(yùn)動(dòng)，軌道變?yōu)闄E圓C不繞地球運(yùn)動(dòng)，成為太陽(yáng)系的人造行星不繞地球運(yùn)動(dòng)，成為太陽(yáng)系的人造行

6、星D掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙中宙中解析：解析：選選C.人造地球衛(wèi)星以初速度人造地球衛(wèi)星以初速度v發(fā)射，可繞發(fā)射，可繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則發(fā)射速度滿足地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則發(fā)射速度滿足7.9 km/sv11.2 km/s，所以發(fā)射速度為，所以發(fā)射速度為2v時(shí)，時(shí)，2v15.8 km/s，即發(fā)射速度一定大于第二宇宙，即發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度速度11.2 km/s，衛(wèi)星一定脫離地球束縛，成為太，衛(wèi)星一定脫離地球束縛，成為太陽(yáng)系的人造行星陽(yáng)系的人造行星C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確二、人造地球衛(wèi)星二、人造地球衛(wèi)星1.人造衛(wèi)星的軌道人造衛(wèi)星的軌道衛(wèi)星繞地

7、球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由地球?qū)λ娜f(wàn)有引衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由地球?qū)λ娜f(wàn)有引力充當(dāng)向心力，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力指向地心，力充當(dāng)向心力，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力指向地心，而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力時(shí)刻指向它做圓而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力時(shí)刻指向它做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周運(yùn)動(dòng)的圓心因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心必與地心重合，而這樣的軌道有多種，其中比圓心必與地心重合，而這樣的軌道有多種，其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過(guò)兩極點(diǎn)上較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過(guò)兩極點(diǎn)上空的極地軌道當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一空的極地軌道當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一

8、角度的圓軌道，只要圓心在地心，就可能是衛(wèi)星繞角度的圓軌道，只要圓心在地心，就可能是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圓軌道如圖地球運(yùn)行的圓軌道如圖541.圖圖541三、地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)三、地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)地球同步衛(wèi)星是指在赤道平面內(nèi)，以和地球自轉(zhuǎn)地球同步衛(wèi)星是指在赤道平面內(nèi)，以和地球自轉(zhuǎn)角速度相同的角速度繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，同步衛(wèi)角速度相同的角速度繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，同步衛(wèi)星又叫通訊衛(wèi)星同步衛(wèi)星有以下幾個(gè)特點(diǎn)：星又叫通訊衛(wèi)星同步衛(wèi)星有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1周期一定：同步衛(wèi)星在赤道上空相對(duì)地球靜周期一定：同步衛(wèi)星在赤道上空相對(duì)地球靜止，它繞地球的運(yùn)動(dòng)與地球自轉(zhuǎn)同步，它的運(yùn)動(dòng)止，它繞地球的運(yùn)動(dòng)與地球自轉(zhuǎn)同步，它的運(yùn)動(dòng)周期

9、就等于地球自轉(zhuǎn)的周期，即周期就等于地球自轉(zhuǎn)的周期，即T24 h.2角速度一定：同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度角速度一定：同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度4環(huán)繞速度大小一定：所有同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)環(huán)繞速度大小一定：所有同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小是一定的，都是動(dòng)的線速度的大小是一定的，都是3.08 km/s.5向心加速度大小一定：所有同步衛(wèi)星由于到向心加速度大小一定：所有同步衛(wèi)星由于到地心距離相同，所以，它們繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加地心距離相同，所以，它們繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小都相同，約為速度大小都相同，約為0.23 m/s2.即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即

10、時(shí)突破，小試牛刀)3據(jù)報(bào)道，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星據(jù)報(bào)道，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)天鏈一號(hào)01星星”于于2008年年4月月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)4次變軌控制后，于次變軌控制后，于5月月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道關(guān)于成功定點(diǎn)后的赤道上空的同步軌道關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天天鏈一號(hào)鏈一號(hào)01星星”，下列說(shuō)法正確的是，下列說(shuō)法正確的是()A運(yùn)行速度大于運(yùn)行速度大于7.9 km/sB離地面高度一定，相對(duì)地面靜止離地面高度一定，相對(duì)地面靜止C繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大度大D向心

11、加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等大小相等課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練第一宇宙速度的理解和計(jì)算第一宇宙速度的理解和計(jì)算已知地球半徑為已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)推導(dǎo)第一宇宙速度推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；的表達(dá)式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T.【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】第一宇宙速度是在天體表面發(fā)第一宇宙速度是在天體表面發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星

12、近射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星近“地地”最最大環(huán)繞速度，不同天體的第一宇宙速度一般不大環(huán)繞速度，不同天體的第一宇宙速度一般不同求解第一宇宙速度常用兩種方法：同求解第一宇宙速度常用兩種方法：人造地球衛(wèi)星的分析人造地球衛(wèi)星的分析如圖如圖542所示，所示，a、b、c是地球大氣層是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆行星，外圓形軌道上運(yùn)行的三顆行星，a和和b質(zhì)量相等且質(zhì)量相等且小于小于c的質(zhì)量，則的質(zhì)量，則()Ab所需向心力最小所需向心力最小Bb、c的周期相同且大于的周期相同且大于a的周期的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度大小相等，且大于a的向的向心加速度心加速度Db、c的線速度大小

13、相等，且小于的線速度大小相等，且小于a的線速度的線速度圖圖542【答案】【答案】ABD衛(wèi)星變軌問(wèn)題分析衛(wèi)星變軌問(wèn)題分析(2011年寧夏固原高一考試年寧夏固原高一考試)發(fā)射地球同步衛(wèi)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道，軌道1、2相切于近地點(diǎn)相切于近地點(diǎn)Q.軌道軌道2、3相切于遠(yuǎn)地點(diǎn)相切于遠(yuǎn)地點(diǎn)P，如圖，如圖543所示則所示則在衛(wèi)星分別在在衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的

14、是說(shuō)法正確的是()A衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道上的速率大于在軌道1上的速率上的速率B衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道上的角速度小于在軌道1上的角上的角速度速度C衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道軌道2上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度點(diǎn)時(shí)的加速度D衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)P時(shí)的加速度等于它在軌時(shí)的加速度等于它在軌道道3上經(jīng)過(guò)上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度點(diǎn)時(shí)的加速度圖圖【答案】【答案】BD【方法總結(jié)】【方法總結(jié)】在討論有關(guān)衛(wèi)星的題目時(shí)，關(guān)在討論有關(guān)衛(wèi)星的題目時(shí)，關(guān)鍵是明確：向心力、軌道半徑、線速度、角速鍵是明確：向心力、軌道半徑、線速