人教版 (新课标)必修25.宇宙航行学案设计

这是一份人教版 (新课标)必修25.宇宙航行学案设计，共4页。学案主要包含了预习目标，预习内容，预习自测，我的疑惑，学习目标，学习重点，学习难点，方法指导等内容，欢迎下载使用。

1.查阅资料了解人造卫星的有关知识。
2.知道三个宇宙速度的含义。
【预习内容】
1．第一宇宙速度
关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度，是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度。其值为：______________。
2．第二宇宙速度，是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，是在地球上发射绕太阳运行或飞到其他行星上去的飞行器的最小发射速度。其值为：________。
第三宇宙速度，是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的速度。其值是_________。
3．拓展辨析:
a:运行速度:指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
b:发射速度:指被发射物体离开地面时的初速度
①宇宙速度均指发射速度
②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度。
【预习自测】
1.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（ ）
A．一定等于7.9 km/s B．等于或小于7.9 km/s
C．一定大于7.9 km/s D．介于7.9～11.2 km/s之间
2.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.半径越大，速度越小，周期越小 B.半径越大，速度越小，周期越大
C.所有卫星的速度均是相同的，与半径无关
D.所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关
3. 在地球 (看作质量均匀分布的球体)上空有许多人造卫星,下面说法中正确的是 ( )
A. 它们的质量可能不同 B. 它们的速度可能不同
C. 它们的向心加速度可能不同 D. 它们离地心的距离可能不同
4. 关于第一宇宙的速度，下面说法正确的是（ ）
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B．它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度
C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度
【我的疑惑】
探究案
【学习目标】
1.第一宇宙速度的推导过程。
2.能够建立环绕速度与轨道半径的关系。
3.能够区分人造地球卫星的运行速度和发射速度。
【学习重点】第一宇宙速度的推导过程。
【学习难点】环绕速度与轨道半径的关系。
【方法指导】自主阅读、合作探究、精讲精练。
【自主探究】
一 、第一宇宙速度的推导
【思考】抛出的石头会落地，为什么卫星、月球没有落下来？
1．平抛物体的速度逐渐增大，物体的落地点如何变化？
2．速度达到一定值后，物体能否落回地面？
3．若不能，此速度必须满足什么条件？
4．若此速度再增大，又会出现什么现象？
5．此抛出的物体速度增大何种程度才能绕地球做圆周运动？
总结：1.第一宇宙速度：大小：
意义：
2.第二宇宙速度：大小：
意义：
3.第三宇宙速度：大小：
意义：
思考：利用所学知识，能否用其他方法推导第一宇宙速度的表达式？
二 、人造地球卫星环绕速度与轨道半径的关系。
已知某人造地球卫星距离地面的高度为地球半径的2倍，设地球质量为M，地球半径为R，试求解该卫星的运行速度？
思考：如果卫星的轨道半径增大，其运行速度如何变化？卫星的发射难度是困难了还是容易了？
总结：人造地球卫星的环绕速度与轨道半径的关系？
拓展：人造地球卫星的周期、线速度、角速度、向心加速度与轨道半径的关系？
例题：1970年4月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星向全世界播送“东方红”乐曲。已知卫星绕地球一圈所用时间T=114分钟，地球半径R=6400km，地球质量M=6×1024kg。试估算这颗卫星的离地平均高度。
【当堂检测】
1．人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况（ ）
A. 速度减小，周期增大 B. 速度减小，周期减小
C. 速度增大，周期增大 D. 速度增大，周期减小
2. 一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知卫星的第一宇宙速度是v1＝7.9km/s，求：
（1）这颗卫星运行的线速度多大？
（2）它绕地球运动的向心加速度多大？
【课后作业】
请完成教材P48页1、2、3题

训练案
1．航天飞机绕地球做匀速圆周运动时，机上的物体处于失重状态，是指这个物体（ ）
A. 不受地球的吸引力
B. 受到地球吸引力和向心力平衡
C. 受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力
D. 对支持它的物体的压力为零
2．关于宇宙速度，下列说法正确的是（ ）
A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度
B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度
3．假如一颗做圆周运动的人造地球卫星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=ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
B．根据公式F=mv2/r，可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2
C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4
D．根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的/2
4．关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是( )
A．同一轨道上，质量大的卫星线速度大
B．同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大
C．离地面越近的卫星线速度越大
D．离地面越远的卫星线速度越大
5．据观测，某行星外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度υ的大小与该层至行星中心的距离R， 则以下判断中正确的是( )
A．若v与R成正比，则环是连续物
B．若υ与R成反比，则环是连续物
C．若v2与R成正比，则环是卫星群
D．若υ2与R成反比，则环是卫星群
6．1990年3月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径32km。如该行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？（已知地球半径R0=6400km，地球的第一宇宙速度v1≈8km/s）