全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(人教版) 課件 第7章 4宇宙航行

第七章萬有引力與宇宙航行4宇宙航行

1.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)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)宇宙速度分類數(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(dòng)的______速度(2)使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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7.9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“東方紅一號”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．人造地球衛(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“東方一號”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(dòng)和自動(dòng)交會(huì)________．載人航天與太空探索加加林月球楊利偉對接5．2017年4月20日，我國又發(fā)射了貨運(yùn)飛船“天舟一號”，入軌后與“天宮二號”空間站進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對接、自主快速交會(huì)對接等3次交會(huì)對接及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)．6．2021年5月15日7時(shí)18分，“天問一號”著陸巡視器成功著陸于火星的“烏托邦”平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國首次火星探測任務(wù)取得圓滿成功．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第一宇宙速度是在地球上發(fā)射人造地球衛(wèi)星所需的最小發(fā)射速度；②第一宇宙速度是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，數(shù)值為7.9km/s.第一宇宙速度也是指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度．三個(gè)宇宙速度的理解2．第一宇宙速度是發(fā)射的最小速度．當(dāng)發(fā)射速度為7.9km/s(第一宇宙速度)時(shí)，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)射的物體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，其他的人造天體繞地球運(yùn)行的速度，都比這一速度要?。?

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(dòng)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)(2023年佛山期中)如圖所示，牛頓在思考萬有引力定律時(shí)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(dòng)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)【答案】AC【解析】物體拋出速度v<7.9km/s時(shí)必落回地面，物體拋出速度v＝7.9km/s時(shí)，物體剛好能不落回地面，繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)物體拋出速度7.9km/s<v<11.2km/s時(shí)，物體在拋出點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)，但物體不能脫離地球引力束縛，故物體做橢圓運(yùn)動(dòng)，可能沿C軌道運(yùn)動(dòng)，C正確；當(dāng)物體拋出速度v>11.2km/s時(shí)，物體會(huì)脫離地球引力束縛，不可能沿C軌道運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤．7.9km/s是地球的第一宇宙速度，實(shí)際上不同的天體都有自己的第一宇宙速度．求法與地球上的相同．第一宇宙速度的計(jì)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】CA．0.4km/s

B．1.8km/sC．11km/s

D．36km/s【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)行的最大速度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】第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度，也是繞地球運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，A、D正確．2．(2024年中山一中月考)如圖所示，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】B3．(2023年中山一中段考)如圖所示，在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中，牛頓曾設(shè)想在高山上水平拋出物體，若速度一次比一次大，落點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn)．當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面而成為人造衛(wèi)星了，這個(gè)足夠大的速度至少為(不計(jì)空氣阻力) (

)A．0.34km/s

B．7.9km/sC．11.2km/s

D．16.7km/s【答案】B【解析】當(dāng)物體的速度大到所需向心力恰好等于地球的引力時(shí)，物體就不會(huì)落回地面而成為了人造衛(wèi)星，這個(gè)足夠大的速度就是地球的第一宇宙速度，大小至少為7.9km/s，A、C、D錯(cuò)誤，B正確．4．已知某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的1.5倍，半徑是地球半徑的6倍，則此行星的第一宇宙速度約為(取地球的第一宇宙速度v1＝7.9km/s) (

)A．31.6km/s

B．15.8km/sC．3.95km/s

D．1.98km/s【答案】C5．某行星的半徑為R，表面的重力加速度為g，則此行星的第一宇宙速度為