1、410605宇宙航行导学案编写人：朱义基班级： 姓名： 第 组【学习目标】 1深刻理解三个宇宙速度的意义，能够推导第一宇宙速度，简单了解世界和我国的航天发展史。2自主学习、合作探究，掌握推导第一宇宙速度的两种方法。3积极思考、全力以赴，培养科学探索精神。【重点】了解宇宙速度及其物理意义。【难点】第一宇宙速度的推导、第一宇宙速度的具体含义。预习案新知初探自主学习一、宇宙速度1第一宇宙速度（1） 大小：_km/s（2） 意义：卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做_运动的最大速度。使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度。2第二宇宙速度（1） 大小：_km/s（2） 意义：使卫星挣脱_引力束
2、缚的最小地面发射速度。3第三宇宙速度（1）大小： _ km/s（2）意义：使卫星挣脱_引力束缚的最小地面发射速度。二、卫星运行的参数人造地球卫星运行遵从的规律是：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的_提供向心力。由此可推出卫星绕行速度、角速度、周期与半径的关系：v=_ =_ T=_ 42探究案【质疑探究】 质疑解疑、合作探究探究点一 三个宇宙速度（难点）问题 1：以多大的速度发射物体，这个物体就刚好不落回地面，成为一颗绕地球表面做匀速圆周运动的卫星？问题 2：如果发射速度大于第一宇宙速度，结果会怎样？问题 3：若地球质量 M 约为 61024kg，地球平均半径为 6400km，近地卫星的轨道
3、半径约为地球半径，则其运行速度是多少？（G=6.6710 -11Nm2/kg）针对训练 1：关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是 ( )A第一宇宙速度又叫地面附近的环绕速度 B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关探究点二 人造卫星的运行规律（重点）问题 4：什么力提供卫星做匀速圆周运动所需的向心力？问题 5：假设地球和卫星的质量分别为 M 与 m，卫星的轨道半径为 r，则卫星在轨道上的运行速度是多少？角速度又为多少？周期呢？ 问题 6：若地球质量 M 约为 61024kg，地球平均半径为 6400km，地球表面附近的重力加速度为 g=9.8m
4、/s2，那么我们能否发射一颗周期为 60min 的43卫星呢？针对训练 2：已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，某人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径 3 倍处做匀速圆周运动，求：（1）卫星的线速度；（2）卫星绕地球做匀速圆周运动的周期拓展提升：1什么是发射速度？2什么是运行速度？探究点三 同步卫星（重点）问题 7：能否发射一颗人造地球卫星，使其圆轨道与地球表面上某一纬线（非赤道）是共面的同心圆？问题 8：能否发射一颗人造地球卫星，使其圆轨道与地球表面上的赤道是共面的同心圆，且卫星相对地面是静止的？问题 9：已知地球的半径为 R6400 km，地球表面附近的重力加速度 g 取9
5、.8 m/s2，若发射一颗地球的同步卫星，使它在赤道上空运转，其高度和线速度应为多大？规律总结：1人造地球卫星运行轨道的中心为什么必须是地球的球心？2同步卫星为何要定点在赤道上方？443同步卫星有哪些特点和用途？针对训练 3：据报道我国数据中继卫星“天链一号 01 星”于 2008 年 4 月 25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过 4 次变轨控制后，于 5 月 l 日成功定点在东经 77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”，下列说法正确的是 ( )A运行速度大于 7.9km/sB离地面高度一定，相对地面静止C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D向心加速度与静止
6、在赤道上物体的向心加速度大小相等【典例剖析】例题一 卫星变轨如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进人地球同步轨道 ，则 ( )A该卫星的发射速度必定大于 11. 2 km/sB卫星在同步轨道 II 上的运行速度大于 7. 9 km/sC在轨道 I 上，卫星在 P 点的速度大于在 Q 点的速度D卫星在 Q 点通过加速实现由轨道 I 进人轨道 II例题二 同步卫星（2010 年甘肃理综）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 B12 小时 C24 小时 D36 小时【当堂检测】有效训练、反馈矫正已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响（1）推导第一宇宙速度 v1 的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为 h，求卫星45的运行周期 T.
