(新教材)统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优质说课稿
（新教材）统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优
质说课稿
今天我说课的内容是新人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》。第七章是力学，讲述万有引力与宇宙航行。这一章我们将学习对人类智慧影响至为深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力定律，并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的作用。《宇宙航行》一节主要讲解宇宙航行的物理知识，是对前面所学知识的重要补充，是对运动和力的关系的进一步理解和完善。本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。
一、说课程标准
普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“2.2.5 会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。例 5 了解牛顿力学对航天技术发展的重大贡献。”
二、说教材分析
本课教材主要内容有三个方面：宇宙速度、人造地球卫星、载人航天与太空探索。教材一开始以牛顿的设想引入，让学生思考人造地球卫星如何才能不落回地面；紧接着从运动和受力分析入手，用万有引力
定律和牛顿第二定律讲解了宇宙速度理论知识；在此基础上，教材介绍了人类探索太空的活动：人造地球卫星、载人航天与太空探索。教材安排有思考与讨论、科学漫步，以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。
三、说教学目标
1.能从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律求解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。
2.了解人类运用万有引力理论的巨大成就。
四、说核心素养：
1.物理观念：通过学习宇宙航行知识，能从物理学视角形成运动与相互作用认识和观念；能从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。
2.科学思维：能从物理学视角认识宇宙航行；能基于经验事实建构物理模型，抽象概括；运用分析综合、推理论证等方法；能基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。
3.科学探究：培养基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。
4.科学态度与责任：在认识宇宙航行知识，认识科学•技术•社会•环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。
五、说教学重难点
（一）教学重点：用万有引力定律和牛顿第二定律求解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。
（二）教学难点：用万有引力定律和牛顿第二定律求解宇宙速度。六、学情分析
学生已经学习了曲线运动知识，对力学有了较多的认识。但本节是学习万有引力定律的运用，学生首次接触，旨在要引导学生建立起运动的观点。学生的理解能力有限，需要教师进一步耐心培养。师要依托学生的经验、通过实验让学生感悟万有引力理论在人类探索太空中的重要作用。
七、说教学方法
讲授、讨论、练习、小组合作探究法。
八、说教学准备：师制作多媒体课件,实验仪器。
九、说教学过程
我的教学过程分为以下几个环节。
环节一：问题导入。
1.师出示在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿的设想。生思考问题：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远;抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。你知道这个速度究竟有多大吗?
2.生思考讨论。
3.师：我们可以从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律进行求解。
板书课题：宇宙航行
环节二：讲授新课。
（一）宇宙速度
1.生阅读教材第一部分内容，思考探究问题：①什么是第一宇宙速度？怎样推导出第一宇宙速度？②什么是第二宇宙速度？③什么是第三宇宙速度？
2.生小组内交流分享。
3.师讲解：
（1）我们可以从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律进行求解。
（2）物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略。在简化之后，物体只受到指向地心的引力作用，物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动。设地球的质量为m地，物体的质量为m,速度为V，它到地心的距离为r。万有引力提供物体运动所需的向心力，所以能推导出V=7.9 km/s.这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度,叫作第一宇宙速度。
（3）地球引力像一根无形的“绳子”，牵引着月球和人造地球卫星环绕地球转动。在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9 km/s,这一飞行器只能围绕地球做圆周运动，还不能脱离地球引力的束缚，飞离地球实现星际航行。
（4）理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9 km/s，又小于11.2 km/s,它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞
行器的速度等于或大于11.2 km/s时,它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把11.2 km/s叫作第二宇宙速度。
（5）达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s,这个速度叫作第三宇宙速度。
4.生思考与讨论：见教材。
（二）人造地球卫星
1.生阅读教材第二部分内容，思考探究问题：①人造地球卫星发射成功需要什么样的速度？②说说我国发射人造地球卫星的经历？
2.生小组内交流分享。
3.师讲解。
（三）载人航天与太空探索
1.生阅读教材第三部分内容，思考探究问题：①说说载人航天与太空探索的物理知识？②说说人类载人航天与太空探索的经历？从这个过程中你能明白什么？
2.生小组内交流分享。
3.师讲解。
环节三：全课总结。
十、说板书设计。
4.宇宙航行
宇宙速度
人造地球卫星
载人航天与太空探索
高中物理说课《宇宙航行》说课稿
《宇宙航行》说课稿 各位专家、老师： 大家好！ 我是*，很高兴能就《宇宙航行》一课的教学设计向大家作一汇报。 一、指导思想 改变学习方式，培养自主学习的能力。要改变以教师讲授、课堂灌输为基础，劳动强度大、效率低的传统教学模式，向素质教育、创新教育转变，其关键就是要改变学生的学习方式，由过去的“教”为中心，向“学”为中心转变，培养学生自我建构新知识的能力、自主学习的能力。 二、背景分析 1．教材分析（地位和作用） （1）知识特点：人造卫星是高一新教材第六章万有引力定律中的最后一节课的内容，新教材的编排与原教材相比，稍有变动：①由选修内容改编为必修内容；②删掉了原材料中的“人造卫星的应用”和“航天技术的发展”的内容；③加入了“向不同轨道发射卫星，火箭克服地球引力而做功不同”问题的分析；④把第一宇宙速度v=的推导放入课后的习题中。新教材针对高一学生的基础和接受能力，删减了部分内容，重点突出了“宇宙速度”的教学，并加强了逻辑的严密性。 （2）知识地位：人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。 （3）教学内容在以学科为中心的传统教材中，具有很大的局限性，而且“人造卫星”是一个动态的知识体系，是随时间在不断的发展、变化的，而教材内容在这一方面又是相对陈旧、滞后的。为实现教学内容与学科发展的同步可组织一些课后调研活动。 2、学生分析 从学生年龄特征来看，学生处于高一年级，大多是90年出生，17岁已经对本节知识有一定的接受能力，但比较起成年人来还不及，尤其是对知识体系条理性掌握，对易混淆知识的辨别能力还欠缺。从学生的知识基础来看，本节与第六章息息相关，不同水平的学生学起来认知程度不一样。从认知特点及思维规律来看，学生容易接收表象、浅显的知识，不易接收推理性强、易混淆的知识。 3．教学重、难点 教学重点：（1）第一宇宙速度的推导. （2）运行速率与轨道半径之间的关系 教学难点：运行速率与轨道半径之间的关系 4、教学目标确立 （1）知识目标 ①了解人造卫星的有关知识； ②知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度；
2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册教案：第7章4.宇宙航行
4．宇宙航行 学习目标：1.[科学思维]了解人造地球卫星的最初构想，会推导第一宇宙速度。 2.[科学思维]知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。 3.[科学思维]了解发射速度与环绕速度的区别与联系，理解天体运动中的能量观。 4.[科学态度与责任]了解宇宙航行的历程和进展，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。 阅读本节教材，回答第59页“问题”并梳理必要知识点。教材第59页“问题”提示：这个速度是7.9 km/s 。 一、宇宙速度 1．第一宇宙速度 (1)物体绕地球速度推导：物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，有G mm 地r 2＝m v 2 r ，由此解出v ＝ Gm 地 r (m 地为地球 质量，r 为物体做圆周运动的轨道半径)。 (2)数值：已知地球的质量，近似用地球半径R 代替r ，算出v ＝ Gm 地 R ＝7.9 km/s ，这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 第一宇宙速度的其他三种叫法：最小发射速度、最大环绕速度、近地绕行速度。 当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把11.2 km/s 叫作第二宇宙速度。 3．第三宇宙速度 在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s ，这个速度叫作第三宇宙速度。 图解三个宇宙速度
1．同步卫星：地球同步卫星位于赤道上方高度约36 000 km处，因相对地面静止，也称静止卫星。地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同。 2．1957年10月，苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。 1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球。 2003年10月15日，我国“神舟五号”把航天员杨利伟送入太空。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大。(×) (2)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。(×) (3)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s。(√) (4)同步卫星可以“静止”在北京的上空。(×) 2．中国计划于2020年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度() A．等于7.9 m/s B．大于16.7 m/s C．大于7.9 m/s且小于11.2 m/s D．大于11.2 m/s 且小于16.7 m/s D[第一宇宙速度为7.9 km/s，第二宇宙速度为11.2 km/s，第三宇宙速度为16.7 km/s，由题意可知：火星探测器的发射速度大于11.2 km/s且小于16.7 km/s，故D正确。] 3．关于地球同步卫星的说法正确的是() A．所有地球同步卫星一定在赤道上空 B．不同的地球同步卫星，离地高度不同
(新教材)统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优质说课稿
（新教材）统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优 质说课稿 今天我说课的内容是新人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》。第七章是力学，讲述万有引力与宇宙航行。这一章我们将学习对人类智慧影响至为深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力定律，并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的作用。《宇宙航行》一节主要讲解宇宙航行的物理知识，是对前面所学知识的重要补充，是对运动和力的关系的进一步理解和完善。本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。 一、说课程标准 普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“2.2.5 会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。例 5 了解牛顿力学对航天技术发展的重大贡献。” 二、说教材分析 本课教材主要内容有三个方面：宇宙速度、人造地球卫星、载人航天与太空探索。教材一开始以牛顿的设想引入，让学生思考人造地球卫星如何才能不落回地面；紧接着从运动和受力分析入手，用万有引力
定律和牛顿第二定律讲解了宇宙速度理论知识；在此基础上，教材介绍了人类探索太空的活动：人造地球卫星、载人航天与太空探索。教材安排有思考与讨论、科学漫步，以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。 三、说教学目标 1.能从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律求解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。 2.了解人类运用万有引力理论的巨大成就。 四、说核心素养： 1.物理观念：通过学习宇宙航行知识，能从物理学视角形成运动与相互作用认识和观念；能从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。 2.科学思维：能从物理学视角认识宇宙航行；能基于经验事实建构物理模型，抽象概括；运用分析综合、推理论证等方法；能基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。 3.科学探究：培养基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。 4.科学态度与责任：在认识宇宙航行知识，认识科学•技术•社会•环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。 五、说教学重难点
2020年高中物理第七章万有引力与宇宙航行第4节宇宙航行教案习题(含解析)新人教版必修2
第4节 宇宙航行 1．宇宙速度 (1)物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略。在简化之后，物体只受到指向地心的引力作用，物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动。设地球的质量为m 地，物体的质量为m ，速度为v ，它到地心的距离为r 。万有引力提供物体运动所需的向心力，有□ 01G mm 地 r ＝m v 2 r ，故物体的绕行速度v m 地和物体做圆周运动的轨道半径r ，就可以求出物体绕行速度的大小。 (2)已知地球质量，近地卫星的飞行高度远小于地球半径(6400 km)，可以近似用地球半径R 代替卫星到地心的距离r 。把数据代入上式后算出v ＝ Gm 地 R ＝7.9 km/s 。 (3)物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力由□ 03重力提供，有mg ＝m v 2 R ，故v (4)宇宙速度 续表 注意：理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9 km/s ，又小于11.2
km/s ，它绕地球运动的轨迹是□ 12椭圆。 2．人造地球卫星 (1)1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。 (2)地球同步卫星位于赤道上方高度约为□ 1336000_km 处，因相对地面静止，也称□14静止卫星。地球同步卫星与地球以相同的□ 15角速度转动，周期与地球□16自转周期相同。 3．载人航天与太空探索 1961年4月，苏联航天员加加林成为人类进入太空第一人。1969年7月，美国阿波罗11号飞船登月。2003年10月15日，我国神舟五号宇宙飞船将杨利伟送入太空。 典型考点一 对三个宇宙速度的理解 1．若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( ) A ．16 km/s B ．32 km/s C ．4 km/s D ．2 km/s 答案 A 解析 由G Mm R 2＝m v 2 R 得v ＝ GM R ，因为行星的质量M ′是地球质量M 的6倍，半径R ′是地球半径R 的1.5倍，即M ′＝6M ，R ′＝1.5R ，所以 v ′v ＝GM ′R ′ GM R ＝M ′R MR ′ ＝2，则v ′＝2v ≈16 km/s，A 正确。 2．(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中，正确的是( ) A ．第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，第二宇宙速度v 2＝11.2 km/s ，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v 1，小于v 2 B ．美国发射的凤凰号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度 C ．第二宇宙速度是在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度 D ．第一宇宙速度7.9 km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 答案 CD 解析 根据v ＝ GM r 可知，卫星的轨道半径r 越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v 1＝7.9 km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，D 正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，A 错误；美国发射的凤凰号火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，B 错误；第二宇宙速度是在地面附近发射飞行器，使其克服地球引力，永
高中物理第七章万有引力与宇宙航行第4节宇宙航行学案
第4节宇宙航行 学习目标 1。理解人造地球卫星的最初构想。 2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。 3.了解人造卫星有关知识,正确理解人造卫星做匀速圆周运动时,各物理量之间的关系。 自主预习 一、宇宙速度 ［填空] 1.第一宇宙速度（first cosmic velocity）:是卫星在附近（h≪R）绕地球做的速度。 2.第二宇宙速度(second cosmic velocity)：使物体挣脱的束缚,成为绕太阳运行的人造行星的最发射速度。 3。第三宇宙速度（third cosmic velocity）：使物体挣脱束缚的最发射速度。 二、人造地球卫星 [填空］ 1。通信卫星（地球同步卫星）：相对于地面是的，跟地球自转的卫星，同步卫星也叫卫星。2.特点:定；定;定;定.
课堂探究 [情境设问1]通过阅读课本、查阅科普资料,你能说出人造卫星的轨道特点吗? 能通过力学分析得出决定这一轨道特点的原因吗? （一）人造卫星的三种轨道 观察得出：卫星的轨道平面必须通过 分析原因： [情境设问2］如图所示,在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中,牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远;抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。你知道这个速度究竟有多大吗? （二)宇宙速度 定义大小/km·s-1 第一宇宙速度(环绕是卫星在附近（h≪R)绕地球做的速度。
速度)是在地球上成 功发射卫星的 发射速度 第二宇宙速度(脱离速度)使物体挣脱的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最发射速度, 第三 宇宙速度（逃逸速度)使物体挣脱 束缚的最 发射速度 [科学推理与论证]请同学们根据万有引力定律和牛顿第 二定律，推导第一宇宙速度的大小. 推导依据:①定义:轨道半径r ②地面处提供向心力 （设地球质量M,半径R。绕地球做匀速圆周运动飞行器质量m，轨道半径r。重力加速度g） (1)万有引力提 供向心力 （2）重力提供向心力
四川省射洪县高一物理新人教版必修二教案《宇宙航行》(1)
5 宇宙航行 文本式教学设计 整体设计 本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度.人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材.教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法.因此本节课是“万有引力定律与航天”中的重要内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础.另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感. 本节内容涉及人造卫星的运动规律和三个宇宙速度的含义，在处理有关卫星的问题时，可以按匀速圆周运动模型处理，进而结合向心力公式、向心加速度公式及圆周运动公式，推导已知量和未知量的关系.学习宇宙速度时，要对比记忆，明确其物理意义.应掌握推导过程，体会推导第一宇宙速度的物理思想，另外，结合向心运动或离心运动分析卫星轨道如何变化或改变的原因. 教学重点 会推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度. 教学难点 运行速率与轨道半径之间的关系. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能 1.了解人造卫星的有关知识. 2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度. 3.通过实例，了解人类对太空的探索历程. 过程与方法 1.能通过航天事业的发展史说明物理学的发展对于自然科学的促进作用. 2.通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力. 情感态度与价值观 1.通过对我国航天事业发展的了解，进行爱国主义的教育. 2.关心国内外航空航天事业的发展现状与趋势，有将科学技术服务于人类的意识. 课前准备 多媒体课件、月球绕地球转动演示仪. 教学过程 导入新课 情景导入
人教版(2019)高一物理必修第二册第七章新教材新习题学案专题六：万有引力和宇宙航行 无答案
高一物理复习专题六：万有引力与宇宙航行 【行星的运动】 1. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。（这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。）已知火星公转的轨道半径是1.5 AU，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？ 2. 开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远地点），哪点的速度比较大？ 3. 在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。这一节的讨论属于哪一种情况？你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗？ 4. 对于这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的？ 【万有引力定律】 1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。 2. 你在读书时，与课桌之间有万有引力吗？如果有，试估算一下这个力的大小，它的方向如何？ 3.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系（很遗憾，在北半球看不见）。大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即2.0×1040 kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距5×104光年，求它们之间的引力。 4.太阳质量大约是月球质量的2.7×107倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的3.9×102倍，试比较太阳和月球对地球的引力。 5. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到了如下一些数据。木卫二的数据：质量4.8×1022 kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径 6.7×108 m。 木星的数据：质量1.9×1027 kg、半径7.1×107 m、自转周期9.8 h。 但她不知道应该怎样做，请你帮助她完成木卫二运动周期的计算。
高中物理必修二教案(共19篇)
高中物理必修二教案〔共19篇〕 篇1：高中物理必修二教案教学目的 知识目的： 1、使学生掌握万有引力定律并应用万有引力定律解决简单问题. 2、使学生能应用万有引力定律解决天体问题及卫星问题. 3、理解我国航天事业的开展情况并用所学知识解释(我国近几年在航天事业上有了长足的进步，如：长征一号、长征二号、风云一号、风云二号、神州一号、二号、三号等). 才能目的 通过图片或自制教具展示卡文迪许扭秤的设计方法，浸透科学发现与科学实验的方法论教育. 情感目的 通过理解卡文迪许扭秤的设计过程，使学生理解卡文迪许这位伟大的科学家是如何攻克难关、战胜困难的. 教学设计方案 一、教学过程设计：本节是关于万有引力定律的应用，主要通过例题的讲解加深学生对该局部知识的理解以及运用。 二、教学过程：
(一)讲解例题 例题1：地球的半径为，地球的自转角速度为，地球外表的重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止的同步通讯卫星离地面的高度是多少? 解：关于同步卫星的知识请学生答复： 1、同步卫星的周期是24h; 2、同步卫星的角速度与地球的自转角速度相等; 3、同步卫星必须在赤道上空;(追问学生为什么?) 由万有引力定律得： 解得： 在解决此题时应让学生充分讨论和充分理解，让学生建立一个明晰的卫星绕地球的轨道。 例题2：地球的质量为，地球的半径为，地球外表的重力加速度为。求万有引力恒量是多少? 解：由万有引力定律得： 解得： 学生在解决此题后，老师提出问题： 1、万有引力恒量是谁首先测量的? 学生答复后，老师可以补充说明：卡文迪许是最富有的学者，最有学问的富翁，并对卡文迪许加以较详细的介绍。
2020-2021学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行含答案
2020--2021（新教材）人教物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行含答案（新教材）必修第二册第七章万有引力与宇宙航行 一、选择题 1、(多选)16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看存在缺陷的是() A.宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动 B.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动 C.天空不转动，因为地球每天自西向东转一周，造成太阳每天东升西落的现象 D.与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多 2、一物体在地球表面重16 N，它在以5__m/s2的加速度加速上升 满足牛顿第二定律 的火箭中的视重(即物体对火箭竖直向下的压力)为9 N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的(地球表面重力加速度取10 m/s2)() A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.0.5倍 3、火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据，以下说法中正确的是() A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的大 B.火星公转的周期比地球的长 C.火星公转的线速度比地球的大 D.火星公转的向心加速度比地球的大 4、2018年11月1日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第四十一颗北斗导航卫星，是我国北斗三号系统第十七颗组网卫星，它是地球同步卫星，设地球自转角速度一定，下面关于该卫星的说法正确的是() A.它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度 B.它沿着与赤道成一定角度的轨道运动 C.运行的轨道半径可以有不同的取值 D.如果需要可以发射到北京上空 5、（多选）用相对论的观点判断，下列说法正确的是()
2022_2023学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行2万有引力定律学生用书新人教版必修第二册
2.万有引力定律 课标要求 1.知道太阳和行星间存在着引力作用，是行星绕太阳运动的原因．(物理观念) 2．能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式．(科学思维) 3．理解万有引力定律的内容、表达式及适用范围，知道引力常量，能应用万有引力公式解答相关问题．(科学思维) 必备知识·自主学习——突出基础性 素养夯基 一、行星与太阳间的引力 1．太阳对行星的引力：太阳对行星的引力F 与行星的质量m 成____________，与行星 和太阳间距离的二次方成____________，即F 2．行星对太阳的引力：在引力的存在与性质上，太阳与行星的地位完全相当，因此行星对太阳的引力和太阳对行星的引力规律________，即F′∝m 太 r 2. 二、月—地检验 1．检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为____________的力． 2．检验方法 (1)理论分析 ①假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足F ＝________． ②根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度a 月＝F m 月 ＝G m 地 r 2．【地球中心 与月球中心的距离】 ③假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度a 苹＝F m 苹＝ G m 地 R 2.【地球中心与苹果间的距离】
④由②③知，a 月a 苹 ＝R 2r 2，由于r≈60R，所以应有：a 月 a 苹 ＝ 1 602 . (2)实际观测 T ＝27.3天 a 月＝ω2 r 地月＝( T )2 r 地月＝( 2×3.14 27.3×3 600×24 )2×60×6.4×106m /s 2≈2.7×10－3m /s 2 ，实际测定 自由落体加速度g ＝9.8 m /s 2 ＝a 苹，则a 月 a 苹 ≈ 1602 . 实际观测到的结果与理论分析一致，故假设________，地球对苹果的引力、地球对月球的引力，与太阳、行星间的引力是同一种________的力． (3)检验结果 地面物体所受地球的引力 、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律． 三、万有引力定律 1．内容：自然界中任何【没有特殊情况】两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的________上，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的________成正比、与它们之间距离r 的________成反比． 2．表达式：F ＝________，其中G 叫作引力常量． 四、引力常量 牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G 的值．英国物理学家______________通过实验【卡文迪什扭秤实验】测算出引力常量G 的值．【证实了万有引力定律的正确性】通常情况下取G ＝____N ·m 2 /kg 2 . 走 进 生 活
大单元教学设计说课稿《宇宙航行》
大单元教学设计说课稿《7.4 宇宙航行》 一、教材分析 ①本节课主要介绍了宇宙航行的基本概念、宇宙飞行器的分类、轨道运动和引力加速度等内容。 ②学生已经学习了牛顿运动定律和万有引力定律，对物体在空间中的运动有一定的认识和了解。 ③学生在初中物理学习中已经掌握了基本的运动学和力学知识，能够理解和应用本节课的基本概念和理论知识。 ④本节课的内容比较抽象，需要学生有较强的想象力和理解能力，同时也需要学生具备良好的数学能力和逻辑思维能力。 二、学情分析 ①学生对宇宙航行的概念和相关知识的了解比较少，需要通过本节课的学习来开拓视野和扩展知识面。 ②学生普遍对太空探索和宇宙探索比较感兴趣，对本节课的内容比较好奇，学习积极性较高。 ③学生对抽象概念和理论知识的理解能力参差不齐，需要通过多种方式和方法进行引导和巩固。 ④学生在数学和逻辑思维能力方面的水平有所不同，需要根据学生的实际情况进行个性化教学。
三、核心素养 1.物理观念 ①深入理解宇宙航行的基本概念和物理原理； ②掌握宇宙飞行器的分类和特点，理解轨道运动和引力加速度等物理现象； ③理解宇宙航行对人类探索宇宙的重要意义和现实意义。 2.科学思维 ①运用物理知识和数学知识，分析和解决宇宙航行中的实际问题； ②通过实例分析和比较，理解宇宙航行的发展历程和技术创新； ③理解科学探究的基本思路和方法，探究宇宙航行的未知领域。 3.科学探究 ①通过课堂讨论和实验设计，深入了解宇宙航行中的科学问题； ②运用科学思维和方法，探究宇宙航行中的未知领域，如宇宙黑洞和暗物质等。 4.科学态度与责任 ①认识到宇宙航行对人类探索宇宙和推动科学技术发展的重要作用； ②强调在宇宙探索中的安全和环保问题，培养学生的责任感和环保意识； ③关注国家和人类的长远利益，理解科学研究和应用的社会责任。 四、教学重难点 1.重点
宇宙航行说课稿
宇宙航行说课稿 《宇宙航行》说课 各位评委老师、各位同学： 大家好！ 今天我说课的题目是《宇宙航行》。（板书） 我将从以下六个方面来对本节课进行说明。 首先来看一下本节课在教材中的地位和作用。“宇宙航行”位于人教版--普通高中物理教材·必修2-第六章“万有引力与航天”的第五小节，本节课是一节知识应用与扩展课，主要介绍了万有引力定律的实践成就，即人造地球卫星的原理和运行规律，是本章的一个重点内容，也是学生进一步学习研究天体物理问题的基础。 人造卫星是圆周运动、万有引力定律等知识在天文学上应用的一个实例，也是学生学习、了解现代科技知识的一个极好素材。通过对本节课的学习，学生不仅可以对万有引力定律有个更深入的认识，对宇宙航行有一个更系统的了解，还可以帮助学生巩固前面所学运动学和动力学知识，激发学生对航天科学的热爱和兴趣。 接下来，看一下学生及重难点分析。从知识层面来看，在学习本节课之前，学生已经学过了平抛运动、匀速圆周运动的运动规律，具备了解决宇宙航行问题的知识基础。另外，通过本章前四节课的学习，学生对万有引力定律的内容及其在天文学上的应用也有了初步的认识，但对人造地球卫星的原理尚不清楚，对人类航天事业的发展也需要进一步的了解。 从学生的认知特点及思维规律来看，高一学生的思维方式尚处在由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡的阶段，容易接受表象的知识，但对知识体系的条理性掌握、对易混淆知识的辨别能力还有所欠缺。所以，本节课的重点是对人造地球卫星原理的理解和第一宇宙速度的推导。难点在于对卫星运行速度与卫星发射速度的区别，以及对卫星运行规律的理解。 基于以上对教材及学生、学情的分析，按照新课标三维目标的要
《宇宙航行》教案
《宇宙航行》教案 《宇宙航行》教案范文 我今天说课的课题是《宇宙航行》，关于这节课我主要介绍以下几方面内容：教材简介，课程分析，教学目标，教学重点难点，教学过程，小结，其中教学过程又包括下面五个部分：复习旧课，新课引入，新课教学，巩固复习，布置作业，下面我将对各个部分进行详细的解说。 一、教材简介 《宇宙航行》是人民教教育出版社出版的普通高中课程标准实验教科书物理必修2模块第7章第5节的内容。 二、课程分析 本节课是以学生已掌握的曲线运动一章中的平抛运动，圆周运动，和向心力等知识以及万有引力定律为基础。重点讲述了人造卫星的发射原理，人造卫星绕地球做圆周运动的动力学原因和人造卫星的速度问题。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，为学生以后深入学习研究天体物理问题奠定了基础，而且本节课与社会生活有着密切的联系，如气象卫星与天气预报，卫星定位系统与自动导航汽车等，更值得大家瞩目的是：我国在20××年，20××年相继成功发射了“神舟五号” 、“神舟六号”宇宙飞船，圆了国人盼望已久的飞天之梦，为以后进一步的科学研究奠定了坚实的基础，因此本节课具有广泛的现实意义和科研价值。 三、教学目标 依据课程标准，对教材分析之后制定了如下三维教学目标： （一）知识与技能 1）知道世界航天发展史和中国航天发展史； 2）理解人造卫星的发射原理，并能够准确阐述其绕地球做圆周运动的动力学原因； 3）会计算人造卫星的环绕速度，并能推导第一宇宙速度； 4）了解第二，第三宇宙速度的含义。
（二）过程与方法 1）通过“航天员与记者”模拟活动的参与，提高学生的合理表达能力； 2）学生在人造卫星发射原理的探究过程中培养自主探究能力和分析推理能力。 （三）情感态度与价值观 1）通过观看“世界航天发展史和中国航天发展史”视频激发学生学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。 四、教学重点难点 学生在解决第一宇宙速度，以及相关课后习题时均以人造卫星的环绕速度为基础，因此本节课的重点内容是人造卫星环绕速度的求解。那么，本节课的难点又在哪里呢？对于人造卫星、宇宙飞船等高科技产品，学生在学习时往往存在一定的心里障碍，而且高一学生思维不够敏捷，很难做到大跨度的思维跳跃，因此对人造卫星发射原理的理解便成了学生学习中的拦路虎，成为本节课的难点问题。针对该难点问题，在教学过程中主要采用理论探究的方法，从学生已有的知识出发，经过一系列有序合理的教学活动，师生共同努力，最终踢飞绊脚石，解决难点问题，为后续学习做好准备。 五、教学过程 （一）复习旧课，构建知识平台 此过程可采用学生板书的形式，检查他们对圆周运动、万有引力定律等知识的掌握情况，巩固复习为新课学习做好准备。 （二）新课引入 1新课引入，创设情境 新课引入，创设情境旨在创设学习情境，激发学生学习兴趣，此过程充分发挥了现代信息技术与课程整合的优势，运用计算机的视频播放功能向学生展示“世界航天发展史和中国航天发展史”，不仅能够激发学生的学习兴趣，开阔学生的视野，而且能够增强学生的民族自信心和自豪感，可谓一举多得。 2情境模拟，课题构建
2021年高中物理人教版(新教材)必修第二册同步练习：第7章 第4节 宇宙航行 (含解析)
第七章第四节 请同学们认真完成[练案12] 合格考训练 (25分钟·满分60分) 一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分) 1．2013年6月20日上午10时，我国首次太空授课在神舟十号飞船中由女航天员王亚平执教，在太空中王亚平演示了一些奇特的物理现象，授课内容主要是使青少年了解微重力环境下物体运动的特点。如图所示是王亚平在太空舱中演示的悬浮的水滴。关于悬浮的水滴，下列说法正确的是(D) A．环绕地球运行时的线速度一定大于7.9 km/s B．水滴处于平衡状态 C．水滴处于超重状态 D．水滴处于失重状态 解析：7.9 km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以神舟十号飞船的线速度要小于7.9km/s，故A错误；水滴随飞船绕地球做匀速圆周运动，水滴的万有引力完全用来提供向心加速度，所以水滴与飞船一起处于完全的失重状态，故B、C错误，D正确。 2．“奋进”号宇航员斯蒂法尼斯海恩·派帕在一次太空行走时丢失了一个工具包，关于工具包丢失的原因可能是(B) A．宇航员松开了拿工具包的手，在万有引力作用下工具包“掉”了下去 B．宇航员不小心碰了一下“浮”在空中的工具包，使其速度发生了变化 C．工具包太重，因此宇航员一松手，工具包就“掉”了下去 D．由于惯性，工具包做直线运动而离开了圆轨道 解析：工具包在太空中，万有引力提供向心力处于完全失重状态，当有其他外力作用于
工具包时才会离开宇航员，B 选项正确。 3．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km ，远地点高度约为2 060 km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a 1，东方红二号的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( D ) A ．a 2＞a 1＞a 3 B ．a 3＞a 2＞a 1 C ．a 3＞a 1＞a 2 D ．a 1＞a 2＞a 3 解析：地球赤道上的物体和东方红二号同步卫星做圆周运动的周期相同，两者的角速度相同，即ω3＝ω2，由a ＝ω2R 得半径大的向心加速度大，即得a 3＜a 2；东方红二号和东方红一号的远地点相比，由GMm R 2＝ma 得a ＝GM R 2，即离地面越近，加速度越大，即a 2＜a 1，选项D 正确。 4．(2020·江西赣州中学高一下学期期末)中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国GPS(全球定位系统)和俄罗斯GLONASS(全球卫星导航系统)之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星，下列说法正确的是( B ) A ．这5颗地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B ．这5颗地球同步卫星的运行周期都与地球自转周期相等 C ．这5颗地球同步卫星运行的加速度大小不一定相等 D ．为避免相撞，不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上 解析：根据万有引力提供向心力，列出等式GMm r 2＝m v 2r ，解得v ＝ GM r ，可知这5颗地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A 错误；由于这5颗卫星是地球的同步卫星，则其运行周期都与地球自转周期相等，选项B 正确；地球同步卫星，与赤道平面重合，离地面的高度相同，在相同的轨道上，故D 错误；同步卫星的加速度a ＝GM r 2，所以这5颗地球同 步卫星的加速度大小一定相等，故C 错误。
新教材 人教版高中物理必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 知识点考点重点难点提炼汇总
第七章万有引力与宇宙航行 7.1行星的运动 ....................................................................................................................... - 1 - 7.2万有引力定律 ................................................................................................................... - 6 - 7.3万有引力理论的成就...................................................................................................... - 14 - 7.4宇宙航行 ......................................................................................................................... - 21 - 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性.............................................................................. - 30 - 7.1行星的运动 一、地心说和日心说开普勒定律 1．地心说 地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他星体都绕地球运动。 2．日心说 太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动。 [注意]古代两种学说都是不完善的，因为不管是地球还是太阳，它们都在不停地运动，并且行星的轨道是椭圆，其运动也不是匀速率的。鉴于当时人们对自然科学的认识能力，日心学比地心说更进一步。 3．开普勒定律 定律内容公式或图示 开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等 开普勒第三定律所有行星轨道的半长轴的三次方 跟它的公转周期的二次方的比都 相等 公式： a3 T2＝k，k是一个与行星 无关的常量
专题7-4 宇宙航行(讲)(解析版)
专题7.4 宇宙航行（讲） 一、讲教材 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修第二册第七章第4节的内容,本节重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，并介绍了第二、第三宇宙速度。人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。因此，本节课是“万有引力定律与宇宙航行”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。 二、讲核心素养 物理观念：能从物理学的视角正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，具备清晰的物理观念。 科学思维：能在熟悉的情境中运用物理模型，能对卫星发射原理进行分析和推理。 科学探究：能在对卫星发射原理的基础上做出假设，并制定合理的探究路线，从而分析数据发现规律。 科学态度与责任：卫星的发射原理是人类在万有引力定律基础上科学家们持续不断创造性发展的成果，是人类对宇宙奥秘探索的历程，增强民族自信心和自豪感。 三、讲图片思维导图
四、讲考点和题型 【考点一】宇宙速度 1．近地卫星的速度 (1)原理：飞行器绕地球做匀速圆周运动，运动所需的向心力由万有引力提供，所以m v 2r ＝G Mm r 2，解得：v ＝GM r . (2)结果：用地球半径R 代表近地卫星到地心的距离r ，可算出：v ＝6.67×10－11×5.98×1024 6.4×106 m/s ＝ 7.9 km/s. 2．宇宙速度 3.对第一宇宙速度的理解 (1)“最小发射速度”：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力．近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度． (2)“最大环绕速度”：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半 径最小，由G Mm r 2＝m v 2r 可得v ＝GM r ，轨道半径越小，线速度越大，所以在这些卫星中，第一宇宙速度是所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大环绕速度．
第七章万有引力与宇宙航行 01专题一 同步卫星 导学案— 人教版(2019)高中物理必修第二册
第七章万有引力与宇宙航行专题一同步卫星 【知识点】同步卫星 1．地球同步卫星 相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，又叫通讯卫星。 2．地球同步卫星的特点 【练习题】 1.关于地球同步卫星的说法正确的是() A．所有地球同步卫星一定在赤道上空 B．不同的地球同步卫星，离地高度不同 C．不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等 D．所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等 解析：选A地球同步卫星一定位于赤道上方，周期一定，离地面高度一定，向心加 速度大小一定，所以A项正确，B、C项错误；F＝GMm r2，不同的卫星质量不同，其向心 力也不同，D项错误。 2．如图1所示，地球同步卫星相对地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法正确的是()
图1 A ．同步卫星处于平衡状态 B ．同步卫星的速率是唯一的 C ．不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行 D ．它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播 解析：选B 根据同步卫星的特点知B 正确，C 、D 错误。同步卫星在万有引力作用下，绕地心做圆周运动，不是处于平衡状态，A 错误。 3．(2019·北京高考·改编)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星( ) A ．入轨后可以位于北京正上方 B ．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C ．发射速度大于第二宇宙速度 D ．入轨后的运行周期为24 h 解析：选D 地球同步卫星轨道在赤道上方，所以A 错误；根据Gm 地m r 2＝m v 2r ，得v ＝ Gm 地 r ，所以入轨后的速度小于第一宇宙速度，B 错误；第二宇宙速度是脱离速度，所以发射速度小于第二宇宙速度，C 错误；地球同步卫星的周期等于地球的自转周期24 h ，D 正确。 4．（多选）已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G ，有关同步卫星，下列表述正确的是( ) A ．卫星距地面的高度为 3GMT 24π2 B ．卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C ．卫星运行时受到的向心力大小为G Mm R 2 D ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 解析：选BD 由同步卫星运行周期等于地球自转周期为T ，利用万有引力等于向心力可得卫星距地面的高度为h ＝ 3GMT 2 4π2－R ，卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A 错误B 正确；卫星运行时受到的向心力大小为G Mm (R ＋h )2 ，卫星运行的向心加速度小于地球
宇宙航行高一物理下学期新教材同步分层训练(人教版2019必修第二册)
新教材 同步分层训练 第七章 万有引力与宇宙航行 7. 4宇宙航行 基础知识 知识点梳理： 1．天体(卫星)运行问题分析 将天体或卫星的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供． 2．物理量随轨道半径变化的规律 G Mm r 2 ＝⎩⎪⎨⎪⎧ ma →a ＝GM r 2→a ∝1 r 2 m v 2 r →v ＝GM r →v ∝ 1 r mω2 r →ω＝GM r 3 →ω∝ 1 r 3 m 4π 2 T 2 r →T ＝4π2r 3 GM →T ∝r 3 即r 越大，v 、ω、a 越小，T 越大．(越高越慢) 3．人造卫星 卫星运行的轨道平面一定通过地心，一般分为赤道轨道、极地轨道和其他轨道，同步卫星的轨道是赤道轨道． (1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖． (2)同步卫星 ①轨道平面与赤道平面共面，且与地球自转的方向相同． ②周期与地球自转周期相等，T ＝24 h. ③高度固定不变，h ＝3.6×107 m. ④运行速率均为v ＝3.1 km/s. (3)近地卫星：轨道在地球表面附近的卫星，其轨道半径r ＝R (地球半径)，运行速度等于第一宇宙速度v ＝7.9 km/s(人造地球卫星的最大圆轨道运行速度)，T ＝85 min(人造地球卫星的最小周期)． 注意：近地卫星可能为极地卫星，也可能为赤道卫星． 4．同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较
如图所示，a 为近地卫星，轨道半径为r 1；b 为地球同步卫星，轨道半径为r 2；c 为赤道上随地球自转的物体，轨道半径为r 3. 比较项目 近地卫星 (r 1、ω1、v 1、a 1) 同步卫星 (r 2、ω2、v 2、a 2) 赤道上随地球自转的物体 (r 3、ω3、v 3、a 3) 向心力 万有引力 万有引力 万有引力的一个分力 轨道半径 r 2>r 1＝r 3 角速度 ω1>ω2＝ω3 线速度 v 1>v 2>v 3 向心加速度 a 1>a 2>a 3 5.宇宙速度 第一宇宙速度(环绕速度) v 1＝7.9 km/s ，是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是人造地球卫星的最小发射速度 第二宇宙速度(逃逸速度) v 2＝11.2 km/s ，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度 第三宇宙速度 v 3＝16.7 km/s ，是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 方法一：由G Mm R 2＝m v 12R ，得v 1＝ GM R ＝ 6.67×10－ 11×5.98×1024 6.4×106 m/s ≈7.9×103 m/s. 方法二：由mg ＝m v 12 R 得 v 1＝gR ＝9.8×6.4×106 m/s ≈7.9×103 m/s. 第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，T min ＝2π R g ＝2π 6.4×106 9.8 s ≈5 075 s ≈85 min. ②宇宙速度与运动轨迹的关系 (1)v 发＝7.9 km/s 时，卫星绕地球表面做匀速圆周运动． (2)7.9 km/s