5．4飛出地球去

核心要點突破課堂互動講練課前自主學案知能優化訓練5.4課標定位學習目標：1.理解第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度．2．了解人類沖出地球，飛向宇宙的艱難歷程和偉大成就，同時了解我國航天工作者的豐功偉績．重點難點：人造地球衛星的相關問題及第一宇宙速度的計算．課標定位課前自主學案一、三個宇宙速度1．第一宇宙速度要想發射人造衛星，必須具有足夠的速度，發射人造衛星最小的發射速度稱為第一宇宙速度，又叫地面附近的環繞速度．v＝_____________

＝__________.7.9km/s2．第二宇宙速度——飛出地球去當人造衛星進入地面附近的軌道速度大于___________時，它繞地球運行的軌跡就不再是圓形，而是橢圓形．當衛星的速度等于或大于____________時，衛星就會脫離地球的引力不再繞地球運行，成為繞太陽運行的人造行星或飛到其他行星上去，我們把_____________稱為第二宇宙速度，又叫______________．7.9km/s11.2km/s11.2km/s脫離速度3．第三宇宙速度——飛出太陽系當物體的速度等于或大于___________時，物體便將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間中去，我們把_____________稱為第三宇宙速度，又叫地面附近的____________．16.7km/s16.7km/s逃逸速度思考感悟我國于2010年發射了一個火星探測器，試問這個探測器大體以多大的速度從地球上發射？提示：火星探測器繞火星運動，脫離了地球的束縛，但沒有掙脫太陽的束縛，因此它的發射速度應在第二宇宙速度與第三宇宙速度之間，即11.2km/s<v<16.7km/s.二、為了和平與進步俄羅斯的學者_______________________最早系統地提出了航空理論．1957年10月4日，__________發射了世界上第一顆人造衛星．1961年4月12日，蘇聯發射了第一艘載人飛船．1969年7月20日，________的宇宙飛船“阿波羅11號”第一次實現人類登月．齊奧爾科夫斯基蘇聯美國1976年7月和9月，________的“海盜”1號和“海盜”2號在火星先后成功地軟著陸．1984年4月12日，第一架航天飛機“哥倫比亞”號發射成功．2003年10月15日，________第一艘載人飛船“神舟五號”發射成功．2005年10月12日，中國自主研制的“神舟六號”載人飛船在酒泉衛星發射中心發射升空后，準確進入預定軌道，“神舟六號”載人飛船發射成功．美國中國核心要點突破2．三種宇宙宙速度的理理解(1)第一宇宙速速度是定值值：從上面面的兩種推推導，導出出了第一宇宇宙速度的的表達式，，看出第一一宇宙速度度是定值．．若要將其其值計算出出來，要么么知道R和M，要么知道道R和g，第一宇宙宙速度之值值僅與中心心星球有關關，與衛星星無關．(3)對第二宇宙宙速度和第第三宇宙速速度的認識識①當當11.2km/s>v>7.9km/s時：：衛衛星星繞繞地地球球旋旋轉轉，，其其軌軌道道或或者者是是圓圓或或者者是是橢橢圓圓．．如如果果是是橢橢圓圓，，地地球球位位于于一一個個焦焦點點上上．．②當當16.7km/s>v≥11.2km/s時：：衛衛星星脫脫離離地地球球的的束束縛縛，，成成為為太太陽陽系系的的一一顆顆““小小行行星星””．．③當當v≥16.7km/s時：：衛衛星星脫脫離離太太陽陽的的引引力力束束縛縛跑跑到到太太陽陽系系以以外外的的空空間間中中去去．．即時時應應用用(即時時突突破破，，小小試試牛牛刀刀)1．一一顆顆人人造造地地球球衛衛星星以以初初速速度度v發射射后后，，可可繞繞地地球球做做勻勻速速圓圓周周運運動動，，若若使使發發射射速速度度為為2v，該該衛衛星星可可能能()A．繞繞地地球球做做勻勻速速圓圓周周運運動動，，周周期期變變大大B．繞繞地地球球運運動動，，軌軌道道變變為為橢橢圓圓C．不不繞繞地地球球運運動動，，成成為為太太陽陽系系的的人人造造行行星星D．掙掙脫脫太太陽陽引引力力的的束束縛縛，，飛飛到到太太陽陽系系以以外外的的宇宇宙宙中中解析析：：選C.人造造地地球球衛衛星星以以初初速速度度v發射射，，可可繞繞地地球球做做勻勻速速圓圓周周運運動動，，則則發發射射速速度度滿滿足足7.9km/s≤v<11.2km/s，所所以以發發射射速速度度為為2v時，，2v≥15.8km/s，即即發發射射速速度度一一定定大大于于第第二二宇宇宙宙速速度度11.2km/s，衛衛星星一一定定脫脫離離地地球球束束縛縛，，成成為為太太陽陽系系的的人人造造行行星星．．C選項正正確．．二、人人造地地球衛衛星1.人造衛衛星的的軌道道衛星繞繞地球球做勻勻速圓圓周運運動時時由地地球對對它的的萬有有引力力充當當向心心力，，地球球對衛衛星的的萬有有引力力指向向地心心，而而做勻勻速圓圓周運運動的的物體體的圖5－4－1三、地地球同同步衛衛星的的特點點地球同同步衛衛星是是指在在赤道道平面面內，，以和和地球球自轉轉角速速度相相同的的角速速度繞繞地球球運動動的衛衛星，，同步步衛星星又叫叫通訊訊衛星星．同同步衛衛星有有以下下幾個個特點點：1．周期期一定定：同同步衛衛星在在赤道道上空空相對對地球球靜止止，它它繞地地球的的運動動與地地球自自轉同同步，，它的的運動動周期期就等等于地地球自自轉的的周期期，即即T＝24h.2．角速速度一一定：：同步步衛星星繞地地球運運動的的角速速度等等于地地球自自轉的的角速速度．．4．環繞繞速度度大小小一定定：所所有同同步衛衛星繞繞地球球運動動的線線速度度的大大小是是一定定的，，都是是3.08km/s.5．向心心加速速度大大小一一定：：所有有同步步衛星星由于于到地地心距距離相相同，，所以以，它它們繞繞地球球運動動的向向心加加速度度大小小都相相同，，約為為0.23m/s2.即時應應用(即時突突破，，小試試牛刀刀)3．據報報道，，我國國數據據中繼繼衛星星“天鏈一一號01星”于2008年4月25日在西西昌衛衛星發發射中中心發發射升升空，，經過過4次變軌軌控制制后，，于5月1日成功功定點點在東東經77°°赤道上上空的的同步步軌道道．關關于成成功定定點后后的“天鏈一一號01星”，下列列說法法正確確的是是()A．運行行速度度大于于7.9km/sB．離地地面高高度一一定，，相對對地面面靜止止C．繞地地球運運行的的角速速度比比月球球繞地地球運運行的的角速速度大大D．向心心加速速度與與靜止止在赤赤道上上物體體的向向心加加速度度大小小相等等課堂互動講練第一宇宙速度的理解和計算類型一例1已知地地球半半徑為為R，地球球表面面重力力加速速度為為g，不考考慮地地球自自轉的的影響響．(1)推導第第一宇宇宙速速度v1的表達達式；；(2)若衛星星繞地地球做做勻速速圓周周運動動，運運行軌軌道距距離地地面高高度為為h，求衛衛星的的運行行周期期T.【方法總總結】第一宇宇宙速速度是是在天天體表表面發發射衛衛星的的最小小發射射速度度，也也是衛衛星近近“地”最大環環繞速速度，，不同同天體體的第第一宇宇宙速速度一一般不不同．．求解解第一一宇宙宙速度度常用用兩種種方法法：人造地球衛星的分析類型二例2如圖5－4－2所示，，a、b、c是地球球大氣氣層外外圓形形軌道道上運運行的的三顆顆行星星，a和b質量相相等且且小于于c的質量量，則則()A．b所需向向心力力最小小B．b、c的周期期相同同且大大于a的周期期C．b、c的向心心加速速度大大小相相等，，且大大于a的向心心加速速度D．b、c的線速速度大大小相相等，，且小小于a的線速度圖5－4－2【答案】ABD衛星變軌問題分析類型三例3(2011年寧夏固原原高一考試試)發射地球同同步衛星時時，先將衛衛星發射至至近地圓軌軌道1，然后經點點火，使其其沿橢圓軌軌道2運行，最后后再次點火火，將衛星星送入同步步圓軌道3，軌道1、2相切于近地地點Q.軌道2、3相切于遠地地點P，如圖5－4－3所示．則在在衛星分別別在1、2、3軌道上正常常運行時，，以下說法法正確的是是()A．衛星在軌軌道3上的速率大大于在軌道道1上的速率B．衛星在軌軌道3上的角速度度小于在軌軌道1上的角速度度C．衛星在軌軌道1上