高中物理必修二教案-6.5宇宙航行36-人教版
第六章第五节宇宙航行
教学过程例题：推导第一宇宙速度：设地球的质量为
M，绕地球做匀速圆周运动的近地飞行器的
质量为m，它到地心的距离为r.求飞行器的
速度为v，r近似为地球半径R.G为引力常量
由：
GM
v
r
=
2
V
V gR
mg m
R
==
方法二：由得
概念辨析: 发射速度和运行速度
1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开
发射装置时的速度。
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
2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做
匀速圆周运动的速度。
目标检测1：若有一颗行星，其质量为地球
的p倍，半径为地球的q倍，则该行星的第
一宇宙速度是地球第一宇宙速度的（ C ）
A.pq倍.q
B
p
倍
.
P
C
q
倍3
.p
D q倍
目标检测2：宇航员在某一星球上以速度
竖直上抛一物体，经t时间落回手中，已
知地球的半径为R，星球的半径是地球的
一半，那么至少要用多大的速度沿星球表
面抛出物体，它才能不再落会星球表面?
t
R
V
如果发射速度大于第一宇宙速度呢
2、第二宇宙速度：
(逃逸速度—挣脱地球引力束缚)
2
11.2/
v km s
=
3、第三宇宙速度：（脱离速度-挣脱太阳引
力束缚）
3
16.7/
v km s
=
讨论回答。
讨论回答。
审题后学生说出第一宇宙速
度的求法并解答。
审题后学生说出第一宇宙速
度的求法并解答。如何求加
速度。
学生讨论：
4分钟
复习圆周运动及
万有引力的应
用，增强学生的
探索能力
现在的学生对于
这部分知识都有
一定的了解，在
他们展现其自身
才能的同时可以
达到知识的共
享，促进学生的
沟通与合作。
3分钟
学生常常对环绕
速度与发射速度
不区分，因此对
这部分的强调十
分必要。
3分钟
训练第一种方法
求第一宇宙速度
的求法，
4分钟
训练第一宇宙速
度的第二种求
法。
11.2km/s>v>7.9k
m/s
V1=7.
9km/s
地
教学过程目标3：会解决涉及人造地球卫星运
动较简单的问题
思考:
哪条轨道可能是人造卫星的运行轨道？
总结：轨道圆的圆心必须是地心。
提问：（1）运行速度与卫星的质量的关系。
（2）从表达式中得出运行速度与哪些物理量
有关。（3）讨论加速度、速度、角速度、周
期跟轨道半径的关系
强调:第一宇宙速度是最小的发射速度，是
最大的环绕速度。
目标检测3：人造卫星在运行中因受高空稀
薄空气的阻力作用，绕地球运行的轨道半径
会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星
的运动还可以近似看做匀速圆周运动，当它
在较大轨道半径
1
r上运行时线速度为
1
v，周期为1T，后来在较小的轨道半径
2
r上运行时线速度为
2
v，周期为
2
T，
则它们的关系是（ C ）
2
1
2
1
T
.T
V
A.V<
<
2
1
2
1
.
B.T V
V
T>
>
2
1
2
1
,
.T
T
v
v
C>
<
2
1
2
1
,
.T
T
V
V
D<
>
目标检测4：两颗人造地球卫星，都在圆形
轨道上运行，它们的质量不相等，轨道半径
之比r1:r2=1:4,则它们的
(1)线速度大小之比 v1:v2=
(2)周期之比 T1:T2 =
目标检测5：赤道上随地球自转的物体A，
赤道上空的近地卫星B，地球的同步卫星C，
它们的运动都可以视为匀速圆周运动，分别
用a、v、T、ω表示它们的向心加速度、线
速度、周期和角速度，下列判断正确的是
（ B ）
.
A B c
A a a a
>>.
B C A
B v v v
>>
.
A B C
C T T T
>>.A B C
Dωωω
>>
人造卫星的运动规律从线速
度，角速度，周期，加速度
讨论，学生归纳：
2
2
a
a
r
m
M
G
4
r
GM
m地
卫
卫
地得：
）由
（=
=
学生讨论回答，学生可能按
照卫星运动规律来分析，这
是易错点，地面上的物体合
力不是万有引力。
6分钟
培养学生分析
能力，培养学生
严谨的物理科
学素养。
培养学生的概
括能力，
记忆口诀：
一定而四定
高轨低速
长周期
3分钟
培养学生自主
学习、合作学
习、解决问题的
能力和合作互
助的精神。
4分钟