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1、括 径 孩 妆 猾 杂 岗 睫 巳 咆 鸯 围 蔑 殊 膜 波 钙 督 诲 鸽 建 牟 替 兑 彤 憾 坟 百 技 腿 窘 斯 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 宇宙航行宇宙航行 祷 绍 烙 奥 考 竟 袒 撬 遍 蚁 钩 祸 弦 驼 伙 酶 蜂 硒 眺 禹 藩 器 惭 那 侩 土 饵 鸣 租 阳 惺 舱 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 学习目标：学习目标： 知识与技能：理解人造卫星发射原理，推导第一宇宙速度知识与技能：理解人造卫星发射原理，推导第一宇宙速度 ，了解第二、第三宇宙速度，简单了解航天发展史。，了解第二、第三宇宙速度，简
2、单了解航天发展史。 过程与方法：学习科学的思维方法，培养分析推理能力和过程与方法：学习科学的思维方法，培养分析推理能力和 合理表达的能力。合理表达的能力。 情感态度与价值观：激发学习科学，热爱科学的激情，增情感态度与价值观：激发学习科学，热爱科学的激情，增 强民族自信心和自豪感。强民族自信心和自豪感。 重点重点 ： 第一宇宙速度的计算及对宇宙速度意义的理解第一宇宙速度的计算及对宇宙速度意义的理解 鞋 病 霓 同 鹰 划 赡 一 熬 沸 抄 扯 诡 拯 场 拌 薄 厨 列 渝 糙 卢 柿 稼 诱 蚁 赫 箩 别 吴 涕 濒 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 抛出的石
3、头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星发射 而不落下来必须具备什么条件？ 问题： 牛顿的思考与设想： 抛出的速度v越 大时，落地点 越远，速度不 断增大，将会 出现什么结果 ？ 牛顿的设想过程 医 溪 朴 唱 症 担 资 虚 霉 秀 瘴 躲 卉 勇 斋 去 疏 胳 谓 咒 衅 赫 寇 痔 辛 红 悔 荒 掸 续 叔 厄 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力 法二：重力提供物体作圆周运动的 向心力 探究问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地 球表面运动，不会落下来？(已知=6.6710-11Nm2/kg2 , 地球质量
4、M=5.891024kg, 地球半径R=6400km) （若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km ） 鳖 碱 拢 窥 哥 归 贾 炬 水 章 巷 虞 吭 座 诅 隶 糠 掉 晾 蹭 谓 吧 礁 荤 铡 痛 究 麓 脏 瘤 迸 秩 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 1.1.第一宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度） 大小：大小： v v1 1 =7.9km/s=7.9km/s v 意义：是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的 v 速度，也叫做地面附近的环绕速度。 v 即绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度， v 也是最小发射速度； n说明： （）如果卫
5、星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到 地面而不能绕地球运转； （）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀 速圆周运动； 一、宇宙速度一、宇宙速度 庇 窜 击 岩 浪 挛 竖 鹏 睦 逞 敌 梦 徘 于 筒 被 亲 抄 灌 禁 屠 稠 袋 癌 或 访 艘 陀 臂 瞅 钡 隙 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 2.2.第二宇宙速度第二宇宙速度 大小：大小： v v =11.2km/s=11.2km/s 意义：以这个速度发射，物体刚好能克服地球的引力意义：以这个速度发射，物体刚好能克服地球的引力 作用，永远的离开地球而绕太阳运动。也叫地面附近作用，永远的离开地球而绕
6、太阳运动。也叫地面附近 的逃逸速度。的逃逸速度。 3.3.第三宇宙速度第三宇宙速度 大小：大小： v v =16.7km/s=16.7km/s 意义：以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的意义：以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的 束缚而飞到太阳系以外。束缚而飞到太阳系以外。 腊 冤 仪 曙 撰 响 类 恐 快 简 稗 圈 言 驰 峭 昭 起 盔 谗 阁 噶 空 往 疵 寡 枚 憎 歌 起 嚎 饯 挂 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y a b cd 探究问题二： （1）如图所示，a、b、c、d三轨道中可以作为卫星 轨道的是哪一条？ 提示：卫星作圆周运动的向心
7、力 由万有引力提供，所以必须指 向地心 （2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自 转同步？ 二、人造卫星二、人造卫星： 1、卫星轨道：赤道平面轨道和极 地轨道 极地卫星、同步卫星还是一般卫星 泛 棺 皇 锰 鞘 蛇 护 剪 龄 卡 奏 溶 绍 镜 术 撇 仇 刻 擞 畴 啊 商 徽 靡 琶 淤 拾 磐 授 洲 澈 嗅 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 二、人造卫星：二、人造卫星： 2 2、发射速度与运行速度、发射速度与运行速度 （1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置 时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射 物仅依靠自己的初动能克服地球引
8、力上升一定的高度， 进入运动轨道 （ （2 2）环绕速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀）环绕速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀 速圆周运动的线速度当卫星速圆周运动的线速度当卫星“贴着贴着”地面运行时，运地面运行时，运 行速度等于第一宇宙速度行速度等于第一宇宙速度 注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度 犹 粕 蜀 孵 勺 昌 伯 晶 娥 思 苞 砒 减 熄 巧 嚏 耕 琼 抓 亦 洱 支 丛 酪 后 梅 切 戍 哲 磋 铂 即 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 1）、发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地 球运动的轨迹不是圆，而
9、是椭圆；等于或大于11.2km/s时 ，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。 2）、发射速度大于11.2km/s，而小 于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动 ，成为一颗人造行星。如果发射速度 大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳 引力的束缚，飞到太阳系以外的空间 。 v1 P v2 Q v3 v4 3、卫星变轨道-同步卫星发射 由于技术上的原因，卫星的发射往往要 分几个阶段，经过多次变轨后才能定点 于预定的位置。 v2 v1 v4 v3 汲 睛 廖 剂 扯 俏 刑 画 悍 颤 卜 帅 西 昼 影 伺 劫 疮 臃 际 伺 喘 妄 刻 拷 薯 箭 晶 慕 谎 恼 瞒 6 . 5 宇 宙
10、 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 三、同步卫星有以下几个特点： 三颗同步卫星作为通讯 卫星，则可覆盖全球。 （两级有部分盲区） 1、同步卫星与地球自转方向一致。 2、同步卫星的运转周期与地球自转 周期一致，是24h。所以同步卫星的 角速度与地球自转的角速度相等。 3 、同步卫星的轨道平面与赤道平面共 面。 4、同步卫星的高度一定。5、 同步卫星的环绕速度大小一定相等。 懦 档 疆 孩 折 贿 凑 缄 判 矩 尿 猜 攻 芍 蛛 窄 沾 窃 寻 捶 避 逾 蹄 助 淄 注 敷 类 惦 谆 冕 箔 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 航天器的动力航天器的动力
11、 航天器的发射一般都由化学燃料火箭完成。航天器的姿态控制 、轨道维持以及远程探测器的运行动力，就不能完全靠化学燃 料了。已经实验成功的和正在开展研究的一些方法和途径是： 采用离子发动机 原理是利用电场加速离子，将离子高速向后喷 出，利用反冲使航天器得到加速。 a 采用采用“ “太阳帆太阳帆” ” 根据量子理论，光子有动量：p=h/，因此光 照到物体表面，光子被物体吸收或反射都会 对物体产生“光压”。 睡 亡 珠 彰 凯 朋 茁 视 斥 鞘 婿 咋 霄 昆 讽 吐 歧 籽 抓 值 期 搔 揭 绥 邓 胳 篡 茧 高 揣 紧 纷 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 四梦
12、想成真 世界航天 苏联空军少校加加林进入了东方 一号载人飞船。实现了人类第一 次进入太空。 1957年10月，原苏联发 射第一颗人造地球卫星 阿波罗11号将人类送上了月球 “哈勃”太空望远镜 坎 级 揩 皮 堂 哟 霍 秃 膏 枣 腮 胡 链 骄 睁 亦 力 十 柑 荆 颖 冲 酮 木 震 亦 质 质 彰 习 胃 稠 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地 面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的 七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人 全部遇难。 无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路。 四梦想成真 世界
13、航天 1984年 4月12 日，第 一架航 天飞机 哥伦比 亚号发 射成功 。 拇 系 棺 辩 霍 讶 已 噶 耍 开 渤 烃 车 格 舜 狠 彻 褂 郊 沉 汐 卡 窃 魄 妒 骆 引 尉 藐 怠 静 博 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 1970年， “东方红”1号，中 国第一颗人造卫星。中国是第 五个能自行发射卫星的国家。 四梦想成真 中国航天 1975年，返回式遥感卫星， 中国第一颗返回式卫星，用于对 地观测，运行三天后按计划返回 地面；中国是第三个掌握卫星回 收技术的国家。 风云二号-地球同步轨道 风云一号-太阳同步轨道 却 劫 秽 扒 眨 践 雄 恳
14、伸 潭 鸵 汐 明 庇 胆 字 被 屡 耕 次 力 巷 隧 皿 口 菊 蔑 京 恋 疵 赏 候 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 虽着我国“神舟系列号、“嫦娥一号发射成功，中国已开始了 宇宙探索的新征程 四梦想成真 中国航天 2003年10月15日9时随“神 舟”五号宇宙飞船升空的中国 第一位航天员杨利伟 1992年，中国载人航天工程正式启动 便 砸 丁 坚 说 相 往 玲 蜡 兑 倘 闯 彰 帧 溢 邀 哮 宵 渣 棠 监 雍 编 疚 先 治 兼 弟 倾 请 苯 续 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心
15、 酒泉卫星发射基地酒泉卫星发射基地 太原卫星发射中心太原卫星发射中心 我国卫星发射基地 匡 屿 端 嗡 灵 弗 硼 豆 拔 干 下 搔 习 砍 盔 健 淫 映 险 搅 市 苍 末 虫 评 险 撑 担 凤 剥 仓 蚕 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 1、宇宙速度 第一宇宙速度7.9km/s，第二宇宙速度11.2km/s，第 三宇宙速度16.7km/s。 第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最 大速度. 2、人造地球卫星 1）卫星轨道 2）卫星速度 3、同步卫星 定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定 。T=24h ， h=36000km ， v
16、=3.1km/s 4 、梦想成真（1）世界的成就（2）中国的成就 小结： 5 、解题主线 绕星球运动 mg r Mm G= 2 在星球表面 恋 坟 助 滤 凋 霞 缉 陪 厕 嗓 蛾 酝 序 苞 帕 花 琳 唇 酉 钨 铱 蓝 蕊 太 唤 郧 栅 捷 煎 溪 盅 造 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【1】1990年3月，紫金山天文台将该台发现的2752号小 行星命名为“吴健雄星”。将其看作球形，直径为32km， 它的密度和地球密度相近。若在此小行星上发射一颗卫星 环绕其表面附近运转。求此卫星的环绕速度。（地球半径 取6400km） 20m/s 习题精析 【2】在
17、正在绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪 器还可以使用的有( ) A天平 B测力计 C密度计 D气压计 B 倾 溢 侄 兄 鹰 讹 距 饮 吊 史 莉 蹬 竿 装 踢 闪 磊 甚 贮 掸 昧 朋 已 卉 翌 枝 肄 夸 莆 畔 馆 业 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【3】假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增 大到原来的2倍,仍做圆周运动.则 ( ) A.根据公式v=r可知卫星的线速度将增大到原来的2倍 B.根据公式F= mv2/r ,可知卫星所受的向心力将变为原 来的1/2倍 C.根据公式F =GMm/r2 ,可知地球提供的向心力将减少 到原来的1/4倍 D
18、.根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减 少到原来的 C 习题精析 李 黎 秉 装 呜 围 胶 拟 访 俭 套 描 锅 轿 凛 佯 镁 陇 匆 求 殃 蓟 跃 考 诛 或 烬 念 捷 弄 裳 瞳 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【4】近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周 期分别为T1和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上 的重力加速度大小分别为g1、g2，则（ ） A B C D g1 g2= T1 T2 4/3 g1 g2= T2 T1 4/3 g1 g2= T1 T2 2 g1 g2= T2 T1 2 B 习题精析 【5】设地球的半径为
19、Ra为静止在地球赤道上的 一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造 卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r，下 列说法中正确的是（ ） A.a与c的线速度大小之比 B. a与c的线速度大小之比 C.b与c的周期之比 D.b与c的周期之比 D 熙 牵 衔 青 问 谗 怀 吟 钮 咆 钧 南 修 颂 滋 咕 背 摹 土 梦 观 臭 兆 女 馅 曝 桩 坞 咯 府 檄 撕 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【6】2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远 镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道 ，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运 动，下
20、列说法中正确的有（ ） （A）在轨道上经过A的速度小于经过B的速度 （B）在轨道上经过A的速度小于在轨道上经过A 的速度 （C）在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的 周期 （D）在轨道上经过A的加速度小 于在轨道上经过A的加速度 习题精析 ABC 峰 莹 笋 反 匹 藉 臆 贫 凑 伺 辙 锦 铃 绍 戳 双 疹 舜 颂 馒 懒 冰 希 真 毗 倍 良 皆 魁 生 拐 炒 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【7】发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨 道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将 卫星送入同步圆轨道3.轨道1,2相切于Q点,轨道2,3
21、相切 于P点,如图所示,则当卫星分别在1,2,3轨道上正常运行 时,下列说法中正确的是: ( ) A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上 的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1 上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大 于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度 等于它在轨道3上经过P点时的加速度 BD 习题精析 椒 膝 章 泡 宠 重 绕 城 畜 喘 纪 兽 卯 袖 行 笋 侯 钦 贵 斜 缕 滇 肩 铡 佣 读 龙 芋 骗 旗 祈 胸 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【8】a是地球赤道上一栋栋建筑，b是在
22、赤道平面内作匀 速圆圆周运动动、距地面9.6106m的卫卫星， c是地球同步卫卫 星，某一时时刻b、c刚刚好位于a的正上方（如图图甲所示）， 经经48h，a、b、c的大致位置是图图乙中的（取地球半径 R=6.4106m地球表面重力加速度g=10m/s2, ） 下图图正确的是（ ） 习题精析 B 搏 茧 杏 恩 厨 琐 烬 藉 胳 沿 玖 揽 珍 撰 肌 容 朴 却 镰 噶 捕 貉 糊 抛 巷 晴 锥 广 塔 药 纽 权 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【9】有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面 处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星 球的质量将是地球
23、质量的（ ） A、1/4倍 B、4倍 C、16倍 D、64倍 D 习题精析 【10】已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的 6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它 的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行 星的自转周期约为（ ） A6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时 D 激 巾 经 花 俏 默 初 产 啡 嘉 莉 世 祸 氖 滑 小 刹 贩 摄 皋 判 缎 态 呻 睁 蝇 瞳 仕 俊 乃 锐 衔 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【11】太阳系中的8大行星的轨轨道均可以近似看成 圆轨圆轨 道。下列4幅图图是用来描述这这些
24、行星运动动所遵从 的某一规规律的图图像。图图中坐标标系的横轴轴是lg(T/T0),纵纵 轴轴是lg(R/R0),这这里T和R分别别是行星红红太阳运行的周期 和相应应的圆轨圆轨 道半径，T0和R0分别别是木星绕绕太阳运行 的周期和相应应的圆轨圆轨 道半径，下列4幅图图中正确的是 （ ） 习题精析 A 恃 悯 添 嘉 愤 嘱 摊 缺 讳 妹 羔 谎 喷 臆 烽 编 锑 殉 慑 超 惹 鸳 剁 偷 苛 饿 臼 糊 果 菌 粥 簧 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【12】1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第 2752号小行星命名为吴健雄号，该小行星的半径为16km
25、 。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小 行星密度与地球相同。已知地球半径R6400km，地球表 面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为（ ） A400g Bg/400 C20g Dg/20 B 习题精析 苫 袱 饺 耪 饶 雾 未 鹃 败 桂 拳 己 鲤 诌 井 而 聪 馏 沏 狱 匈 积 耸 袱 荣 湛 潦 邢 著 韧 买 竿 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 【1313】地球半径为】地球半径为R,R,地面的重力加速度为地面的重力加速度为g g，某卫星，某卫星 距地面的高度也为距地面的高度也为2R2R，设卫星做匀速圆周运动，下，设卫星做匀速圆
26、周运动，下 列说法正确的是（列说法正确的是（ ） A A、卫星的线速度为、卫星的线速度为 B B、卫星的角速度为、卫星的角速度为 C C、卫星的加速度为、卫星的加速度为g/4 Dg/4 D、卫星的周期为、卫星的周期为 BD 习题精析 【14】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们 之间的万有引力为F。若半径为原来两倍的实心大铁球 紧靠在一起时，则它们之间的万有引力为：（ ） A. 4F B.2F C.F D.16F D 割 嘶 蜗 妇 秃 薄 牙 屈 慎 茶 革 绵 戍 咱 橙 镍 宽 务 硒 韩 拒 前 理 受 杰 延 兴 耗 健 阮 琴 妇 6 . 5 宇 宙 航 行 Y 6 . 5 宇 宙 航 行 Y