全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(粵教版)·課件 第3章　第4節(jié) 宇宙速度與航天

第三章萬有引力定律第四節(jié)宇宙速度與航天

1.知道三個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度.2.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，掌握人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系.3.了解人類對太空探索的歷程及我國衛(wèi)星發(fā)射的情況．課前·

自主預(yù)習(xí)宇宙速度7.9宇宙速度數(shù)值意義第一宇宙速度____km/s(1)衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運(yùn)行的速度，也是繞地球做勻速圓周運(yùn)動的______速度(2)使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的______地面發(fā)射速度第二宇宙速度____km/s使衛(wèi)星掙脫______引力束縛的______地面發(fā)射速度第三宇宙速度____km/s使衛(wèi)星掙脫______引力束縛的______地面發(fā)射速度最大最小11.2地球最小16.7太陽最小1．______年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功．2．______年4月24日，我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號”發(fā)射成功．為我國航天事業(yè)作出特殊貢獻(xiàn)的科學(xué)家________被譽(yù)為“中國航天之父”．3．地球同步衛(wèi)星：(1)位于______上方，高度約為________km.(2)相對地面______，周期與__________周期相同．人造衛(wèi)星19571970錢學(xué)森赤道36000靜止地球自轉(zhuǎn)1．1961年4月12日，蘇聯(lián)航天員________乘坐“東方1號”載人飛船首次成功進(jìn)入太空．2．1969年7月美國“阿波羅11號”登上_______．3．2003年10月15日我國航天員________踏入太空．4．2013年6月，“神舟十號”分別完成與“天宮一號”的手動和自動交會_______．載人航天與太空探索加加林月球楊利偉對接課堂·

重難探究1．第一宇宙速度有“三層含意”，以地球?yàn)槔?，分別是①第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動時所具有的速度；②第一宇宙速度是在地球上發(fā)射人造地球衛(wèi)星所需的最小發(fā)射速度；③第一宇宙速度是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大速度，數(shù)值為7.9km/s.所以第一宇宙速度也是指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，許多同學(xué)把這一速度理解為人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度，并且認(rèn)為環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星速度一定等于或大于第一宇宙速度．這顯然是錯誤的．三個宇宙速度的理解2．當(dāng)發(fā)射速度為7.9km/s(第一宇宙速度)時，物體恰好環(huán)繞地球表面運(yùn)行，成為地球的近地衛(wèi)星．若發(fā)射速度v＞7.9km/s，則有三種情形：一是仍繞地球運(yùn)行，軌跡是橢圓(7.9km/s＜v＜11.2km/s)；二是脫離地球的吸引而繞太陽運(yùn)行(11.2km/s＜v＜16.7km/s)；三是脫離太陽吸引而成為自由的天體(v＞16.7km/s).若發(fā)射速度v＜7.9km/s，則被發(fā)射的衛(wèi)星不可能成為繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星．第一宇宙速度是環(huán)繞的最大速度，其它的人造天體繞地球運(yùn)行的速度，都比這一速度?。?

關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是 (

)A．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞運(yùn)行的最小速度B．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動的最大速度C．第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星環(huán)繞運(yùn)行的速度D．不同行星的第一宇宙速度都是相同的【答案】B變式1

(多選)如圖所示，牛頓在思考萬有引力定律時就曾設(shè)想，把物體從高山上O點(diǎn)以不同的速度v水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)．如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動，成為人造地球衛(wèi)星，則下列說法正確的是 (

)A．以v<7.9km/s的速度拋出的物體可能落在A點(diǎn)B．以v<7.9km/s的速度拋出的物體將沿B軌道運(yùn)動C．以7.9km/s<v<11.2km/s的速度拋出的物體可能沿C軌道運(yùn)動D．以11.2km/s<v<16.7km/s的速度拋出的物體可能沿C軌道運(yùn)動【答案】AC【解析】物體拋出速度v<7.9km/s時必落回地面，物體拋出速度v＝7.9km/s時，物體剛好能不落回地面，繞地球做圓周運(yùn)動，A正確，B錯誤；當(dāng)物體拋出速度7.9km/s<v<11.2km/s時，物體在拋出點(diǎn)做離心運(yùn)動，但物體不能脫離地球引力束縛，故物體做橢圓運(yùn)動，可能沿C軌道運(yùn)動，C正確；當(dāng)物體拋出速度v>11.2km/s時，物體會脫離地球引力束縛，不可能沿C軌道運(yùn)動，D錯誤．第一宇宙速度的計算例2若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球的1.5倍，這顆行星的第一宇宙速度約為 (

)A．2km/s

B．4km/sC．16km/s

D．32km/s【答案】C【答案】B小練·

隨堂鞏固1．(多選)(2023年江門外海中學(xué)期中)關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說法正確的是

(

)A．它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道繞地球運(yùn)行的速度B．它是人造地球衛(wèi)星在同步圓軌道繞地球運(yùn)行的速度C．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小運(yùn)行速度D．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度【答案】AD【解析】第一宇宙速度是人追地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動的最小發(fā)射速度，也是繞地球運(yùn)動衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，故A、D正確．2．(2024年中山一中月考)衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)使人們可以更順利地到達(dá)目的地，我國“北斗三號”導(dǎo)航系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的7倍，則該地球靜止軌道衛(wèi)星 (

)A．發(fā)射速度一定大于11.2km/sB．線速度一定小于7.9km/sC．軌道可能是橢圓D．可以經(jīng)過蘇州正上空【答案】B【答案】ABC4．(多選)我國發(fā)射的“嫦娥五號”探月衛(wèi)星，執(zhí)行月面取樣并返回任務(wù)．“嫦娥五號”從月球返回地球的過程可以簡單分成四步，如圖所示，第一步將“嫦娥五號”發(fā)射至月球表面附近的環(huán)月圓軌道Ⅰ，第二步在環(huán)月軌道的A處進(jìn)行變軌，進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ，第三步當(dāng)接近地球表面附近時，又一次變軌，從B點(diǎn)進(jìn)入繞地圓軌道Ⅲ，第四步再次變軌道后降落至地面．下列說法正確的是 (

)A．將“嫦娥五號”發(fā)射至軌道Ⅰ時，所需的發(fā)射速度為7.9km/sB．“嫦娥五號”從環(huán)月軌道Ⅰ進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ時需要加速C．“嫦娥五號”從A點(diǎn)沿月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ到達(dá)B點(diǎn)的過程中其速率先減小后增大D．“嫦娥五號”在第四步變軌時需要加速【答案】BC【解析】7.9km/s是地球的第一宇宙速度，也是將衛(wèi)星從地面發(fā)射到近地圓軌道的最小發(fā)射速度，而月球的第一宇宙速度比地球的小得多，故將衛(wèi)星發(fā)射到近月軌道Ⅰ上的發(fā)射速度比7.9km/s小得多，A錯誤；“嫦娥五號”從環(huán)月軌道Ⅰ進(jìn)入月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ時做離心運(yùn)動，因此需要加速，B正確；“嫦娥五號”從A點(diǎn)沿月地轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ到達(dá)B點(diǎn)的過程中，開始時月球的引力大于地球的引力，“嫦娥五號”做減速運(yùn)動，當(dāng)?shù)厍虻囊Υ笥谠虑虻囊r，“嫦娥五號”開始做加速運(yùn)動，C正確；“嫦娥五號”在第四步變軌時做近心運(yùn)動，因此需要減速，D錯誤．5．(2024年惠州聯(lián)考)“天問一號”是執(zhí)行中