物理6.5《宇宙航行》随堂学案(新人教版必修2)
高中物理配套导学案：6.5《宇宙航行》4(人教版必修2)
D．研究飞机从北京飞往纽约的航线
2．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是( )
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B．它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度
C．它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度
3．人造卫星环绕地球运转的速度 ，其中g为地面处的重力加速度，R为地球半径，r为卫星离地球中心的距离．下列说法正确的是（ ）
A．从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比
B．从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易
C．上面环绕速度的表达式是错误的
D．以上说法都错误
4．下面关于同步通信卫星的说法中不正确的是（ ）
A．同步通信卫星和地球自转同步卫星的高度和速率都是确定的
B．同步通信卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大;高度降低，速率减小，仍同步
6．解析：（1）设卫星的质量为m，地球的质量为M
在地球表面附近满足
得GM=R2g①
卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力
②
①代入②式，
得 ．
（2）考虑①式，卫星受到的万有引力为：
③
由牛顿第二定律 ④
③④式联立解得
答案：见解析
【学习反思】
怎样理解第一宇宙速度？三个宇宙速度示意图说明了什么道理？
【学法指导】
认真阅读教材，第一宇宙速度的概念，理解三个宇宙速度的示意图。
【知识链接】
将天体（行星或卫星）的运动简化为匀速圆周运动，天体所需的向心力由万有引力提供，则天体的绕行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系总结如下：
（1）由 得， _______，可见，轨道半径r越大，v________；
高中物理 6.5《宇宙航行》随堂学案 新人教版必修2(高一)
第5节宇宙航行{课前感知}1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点。
如果速度足够大，物体就，它将绕地球运动，成为。
2.第一宇宙速度大小为，也叫速度。
第二宇宙速度大小为，也叫速度。
第三宇宙速度大小为，也叫速度。
3.世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在发射成功的，卫星质量为 kg，绕地球飞行一圈需要的时间为。
世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日发送成功，飞船绕地球一圈历时。
世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在发送成功，进入月球轨道；飞船在月球表面着陆；宇航员登上月球。
中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在发送成功的，飞船绕地球圈后，于安全降落在主着陆场。
{即讲即练}，得想追上同轨道上的空间站，直接加速会导致飞船轨道半径增大，由上式知飞船在一个新轨道上运行的速度比空间站的速度小，无法对接，故若先减速，它的轨道半径减小，但速度增大了，故上的速率大于在轨道上的角速度小于在轨道上经过Q点时的加速度大于它在轨点时的加速度的小发动机向前喷气，使的小发动机向后喷气，使的小发动机向前喷气，使图7-5-1图7-5-2图7-5-3时，减小为原来的【答案】【答案】{超越课堂}〖基础巩固〗1.关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是 ( ) A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是能使卫星进入近地轨道的最小速度 D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度2.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是 ( ) A.在发射过程中向上加速时产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产生超重现象 C.进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下面说法中正确的是 ( ) A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值 B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的 C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值 D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的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5.2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观。
2019-2020学年高中物理 6.5 宇宙航行学案(含解析)新人教版必修2
5 宇宙航行学习目标1.会推导第一宇宙速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.2.了解人造卫星的有关知识,知道近地卫星、同步卫星的特点.3.培养学生探究问题的热情,乐于学习的品质.自主探究1.牛顿关于发射人造地球卫星的构想:地球对周围的物体有的作用,因而抛出的物体要.但是抛出的初速度越大,物体就会飞得越.当速度足够大时,物体就不会落回地面,将围绕地球运转,成为一颗绕地球运动的.2.物体在地面附近绕地球做的速度,叫做第一宇宙速度.3.在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于km/s,它就会克服的引力,永远离开地球,成为太阳的人造行星,这时的发射速度叫做第二宇宙速度.4.在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于km/s,它就会挣脱的束缚,飞到太阳系以外,成为人造小恒星,这时的发射速度叫做第三宇宙速度.5.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星在发射成功,卫星质量83.6kg,卫星绕地球运行周期为.1969年7月20日,人类成功登上月球.2003年10月15日,我国成功发射神舟五号载人飞船,把中国第一位航天员送入太空.合作探究一、牛顿的猜想二、宇宙速度1.第一宇宙速度推导:【想一想】有没有其他方法推导地球的第一宇宙速度?人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力,即:F万=F向,公式为=ma===;①a=,可见随着轨道半径增大,卫星的向心加速度减小,向心力减小;②ω=,随着轨道半径的增大,卫星的角速度;③T=,随着轨道半径的增大,卫星绕地球运行的周期,近地卫星的周期约为84.6min,其他卫星的周期都大于这个数值;④v=,随着轨道半径的增大,卫星线速度;近地卫星:轨道半径等于地球的半径,它的运行速度是,也是卫星的环绕速度.2.第二宇宙速度3.第三宇宙速度三、梦想成真同步卫星的特点:课堂检测1.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200km,运行周期127分钟.若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是( )A.月球表面的重力加速度B.月球对卫星的吸引力C.卫星绕月球运行的速度D.卫星绕月球运行的加速度2.1990年4月25日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600km的高空,使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展.假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行.已知地球半径为6.4×106m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期.以下数据中最接近其运行周期的是( )A.0.6小时B.1.6小时C.4.0小时D.24小时3.火星的质量和半径分别约为地球的110和12,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为( )A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g4.“嫦娥一号奔月”示意图如图所示,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是( )A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的二次方成反比D.在绕月轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力5.现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和B,它们的轨道半径分别为r A和r B.如果r A<r B,则下列说法不正确的是( )A.卫星A的运行周期比卫星B的运行周期大B.卫星A的线速度比卫星B的线速度大C.卫星A的角速度比卫星B的角速度大D.卫星A的加速度比卫星B的加速度大6.假设太阳系中天体的密度不变,天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半,地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是( )A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的116C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半7.天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出( )A.行星的质量B.行星的半径C.恒星的质量D.恒星的半径8.据报道,在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重力为600N 的人在这个行星表面的重力将变为960N,由此可推知该行星的半径与地球半径之比约为( )A.0.5B.2C.3.2D.49.2007年4月24日,欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c .这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度,表面可能有液态水存在,距离地球约为20光年,直径约为地球的1.5倍,质量约为地球的5倍,绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天.假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道,下列说法正确的是( )A.飞船在Gliese581c 表面附近运行的周期约为13天B.飞船在Gliese581c 表面附近运行时的速度大于7.9km/sC.人在Gliese581c 上所受重力比在地球上所受重力大D.Gliese581c 的平均密度比地球平均密度小10.我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展.设地球、月球的质量分别为m 1、m 2,半径分别为R 1、R 2,人造地球卫星的第一宇宙速度为v ,对应的环绕周期为T ,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为( )A.√21m 1m 2v ,√m 1m 23m 2m 13TB.√12m 2m 1v ,√m 2m 13m 1m 23TC.√m 2m 1m 1m 2v ,√m 2m 13m 1m 23TD.√m 1m 2m 2m 1v ,√m 1m 23m 2m 13T 11.1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16km .若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体,小行星密度与地球相同.已知地球半径R=6400km,地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为( )A.400gB.1400gC.20gD.120g 12.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A.卫星的轨道半径越大,它的运行速度越大B.卫星的轨道半径越大,它的运行速度越小C.卫星的质量一定时,轨道半径越大,它需要的向心力越大D.卫星的质量一定时,轨道半径越大,它需要的向心力越小参考答案【巩固训练】v 1=v 3>v 2=v 4 ω1=ω3>ω2=ω4 T 1=T 3<T 2=T 4 a 1=a 3>a 2=a 41.ABD2.风云二号 风云一号 风云一号 当天晚上8点 自主探究1.万有引力 落回地面 远 人造卫星2.匀速圆周3.11.2 地球4.16.7 太阳5.苏联 96min 杨利伟 合作探究二、宇宙速度1.第一宇宙速度:推导:因为mmm m 2=mm 2m ,所以v=√mm m=7.9km/s 想一想:因为mmm m 2=mg ,mg=mm 2m ,所以v=√mm mmm m 2 mm 2mmω2r m 4π2r m 2 ①mm m 2 ②√mm m 3 减小 ③√4π2m 3mm 增大 ④√mm m 减小最小的发射速度 最大2.第二宇宙速度:使物体挣脱地球引力的束缚,不再绕地球运行,从地面发射所需的最小速度叫作第二宇宙速度.当物体的发射速度7.9km/s <v<11.2km/s 时,物体绕地球运动.3.第三宇宙速度:使物体挣脱太阳引力的束缚而飞离太阳系,从地面发射所需的最小速度叫作第三宇宙速度.16.7km/s .当物体的发射速度11.2km/s <v<16.7km/s 时,物体绕太阳运动.三、梦想成真同步卫星的特点:1.同步卫星的运行方向与地球自转方向一致.2.同步卫星的运转周期与地球自转周期相同.(T=24h)3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度.(ω=ω0)4.同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方.5.同步卫星高度固定不变. 课堂检测1.B2.B3.B4.C5.A6.BC7.C8.B9.BC 10.A 11.B 12.BD。
高中物理第六章万有引力与航天5宇宙航行学案新人教版必修2(2021年整理)
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5 宇宙航行学习目标1.会分析人造地球卫星的受力和运动情况。
会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
2.知道三个宇宙速度的含义和数值,会推导第一宇宙速度。
考试要求学考选考c c一、宇宙速度1。
牛顿的设想：如图1所示,把物体水平抛出，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动,成为人造地球卫星。
图1原理：一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球对它的万有引力提供，即G错误!＝m错误!，则卫星在轨道上运行的线速度v＝错误!.2.三个宇宙速度数值意义第一宇宙速度7.9 km/s卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度11.2km/s使卫星挣脱地球引力束缚永远离开地球的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7km/s使卫星挣脱太阳引力束缚飞到太阳系外的最小地面发射速度二、梦想成真1。
1957年10月4日苏联成功发射了第一颗人造地球卫星。
2.1961年4月12日，苏联空军少校加加林进入“东方一号”载人飞船，铸就了人类进入太空的丰碑.3.1969年7月，美国“阿波罗11号”飞船登上月球。
4。
2003年10月15日，我国“神舟五号”宇宙飞船发射成功，把中国第一位航天员杨利伟送入太空.判断下列说法的正误。
高中物理第六章《宇宙航行》学案新人教版必修2
6.5 《宇宙航行》学案【课标要求】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．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。
【重点难点】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。
【课前预习】1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点 。
如果速度足够大，物体就 ，它将绕地球运动，成为 。
2.第一宇宙速度大小为 ，也叫 速度。
第二宇宙速度大小为 ，也叫 速度。
第三宇宙速度大小为 ，也叫 速度。
第一宇宙速度，是发射卫星的________速度，同时也是卫星绕地球做匀速圆周运动时的________速度。
3 .①世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在 发射成功的，卫星质量为 kg ，绕地球飞行一圈需要的时间为 。
②世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日在 发送成功，飞船绕地球一圈历时 。
③世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在 发送成功进入月球轨道； 飞船在月球表面着陆； 宇航员登上月球。
④中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在 发送成功的，飞船绕地球 圈后，于 安全降落在 主着陆场。
成为中国登上太空的第一人。
[探究与生成][问题1] 人造卫星[教师点拨]1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面. 由平抛物体的运动规律知：x =v 0t …………………..①，t=g h 2 ……………………….②。
联立①、②可得：x =v 0gh 2，即物体飞行的水平距离和初速度v 0及竖直高度h 有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v 0有关，水平初速度越大，飞行的越远.2.如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星.3. 月球也要受到地球引力的作用，由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力(即重力)，用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来.牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现.今天，我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实.例1．宇航员站在一星球表面上某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为，若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为，万有引力常量为．求该星球的质量.【解析】要建立清晰的物理情景，理清解题思路，根据力学知识求出两者的联系量:重力加速度．设抛出点的高度为h ，第一次水平位移为x ，则有x 2+h 2=L 2， 第二次平抛过程有2 解得 ,设该行星表面上重力加速度为g ，由平抛运动规律得： , 由万有引力定律与牛顿第二定律得： 联立以上各式可解得求解力学知识和万有引力定律综合问题的方法：由万有引力和重力的关系求其他的物理量．【拓展与分享】.某星球的质量约为地球的9倍，半球约为地球的一半，若从地球表面上高h 处平抛一物体，射程x 为60 ｍ，则在该星球表面上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为多少？【思路分析】已知抛出点的高度为h ，设水平初速度为v 0，在星球上的水平距离为x '，星球表面的重力加速度为g 星，则有星g h 2v x 0='，又由星星星g 2=R GM 得，6x h 261hR 2v x 220==='地地星星GM R GM ,由已知条件可得在星球上的射程为10m 。
【高中物理】高一物理新人教版必修二学案 6.5 宇宙航行
6.5 宇宙航行 学案（人教版必修2）1．第一宇宙速度是指卫星在____________绕地球做匀速圆周运动的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的____________速度．第一宇宙速度也是将卫星发射出去使其绕地球做圆 周运动所需要的________发射速度，其大小为________．2．第二宇宙速度是指将卫星发射出去使其克服____________，永远离开地球，即挣脱地 球的________束缚所需要的最小发射速度，其大小为________．3．第三宇宙速度是指使发射出去的卫星挣脱太阳________的束缚，飞到____________ 外所需要的最小发射速度，其大小为________．4．人造地球卫星绕地球做圆周运动，其所受地球对它的______提供它做圆周运动的向心力，则有：G Mm r 2＝__________＝________＝________，由此可得v ＝______，ω＝ ________，T ＝________.5．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其环绕速度可以是下列的哪些数据( )A ．一定等于7.9 km /sB ．等于或小于7.9 km /sC ．一定大于7.9 km /sD ．介于7.9 km /s ～11.2 km /s6．关于第一宇宙速度，以下叙述正确的是( )A ．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B ．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度C ．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D ．它是人造卫星发射时的最大速度7．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，且仍做圆周运动， 则下列说法正确的是( )①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 ②根据公式F ＝mv 2r可知 卫星所需的向心力将减小到原来的12 ③根据公式F ＝GMm r2，可知地球提供的向心力将 减小到原来的14④根据上述②和③给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原来的 22A ．①③B ．②③C ．②④D ．③④【概念规律练】知识点一 第一宇宙速度1．下列表述正确的是( )A ．第一宇宙速度又叫环绕速度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2．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径 较小，一般在7～20 km ，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km ，密度为1.2×1017 kg /m 3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( )A ．7.9 km /sB ．16.7 km /sC ．2.9×104 km /sD ．5.8×104 km /s知识点二 人造地球卫星的运行规律3．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T ，若使该 卫星的周期变为2T ，可行的办法是( )A ．R 不变，线速度变为v 2B ．v 不变，使轨道半径变为2RC ．轨道半径变为34RD ．v 不变，使轨道半径变为R 24．在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地 面上的重力加速度为g ，求：(1)卫星运动的线速度；(2)卫星运动的周期．知识点三 地球同步卫星5．关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )A ．它的周期与地球自转周期相同B ．它的周期、高度、速度大小都是一定的C ．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空D ．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空6．据报道，我国的数据中继卫星“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1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7.9 km /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 ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【方法技巧练】卫星变轨问题的分析方法7．发射地球同步卫星时，图1先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将 卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图1所示，则 当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度8．宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一 交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇．宇航员随即开动飞船上的发动 机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是( )A ．飞船高度降低B ．飞船高度升高C ．飞船周期变小D ．飞船的向心加速度变大参考答案课前预习练1．近地轨道 最大环绕 最小 7.9 km/s2．地球引力 引力 11.2 km/s3．引力 太阳系 16.7 km/s4．引力 m v 2r mω2r m (2πT )2r GM rGM r 32πr 3GM5．B 6．BC [第一宇宙速度是指卫星围绕天体表面做匀速圆周运动的线速度，满足关系G Mm R2＝m v 2R ，即v ＝GM R，且由该式知，它是最大的环绕速度；卫星发射得越高，需要的发射速度越大，故第一宇宙速度等于最小发射速度的数值，因此B 、C 正确．]7．D [人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，由F ＝G Mm r2知轨道半径增大到原来的2倍，地球提供的向心力等于卫星所需的向心力，将变为原来的14，②错误，③正确；由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝ GM r知r 增加到原来的2倍时，速度变为原来的22，①错误，④正确，故D 正确．] 课堂探究练1．A [第一宇宙速度又叫环绕速度，A 对，B 错．根据G Mm R 2＝m v 2R可知环绕速度与地球的质量和半径有关，C 、D 错．]2．D [中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由G Mm r 2＝m v 2r， 得v ＝ GM r ，又M ＝ρV ＝ρ4πr 33，得v ＝r 4πGρ3＝ 1×104×4×3.14×6.67×10－11×1.2×10173m/s ＝5.8×107 m/s.] 点评 第一宇宙速度是卫星紧贴星球表面运行时的环绕速度，由卫星所受万有引力充当向心力即G Mm r 2＝m v 2r 便可求得v ＝GM r. 3．C [由GMm R 2＝mR 4π2T 2得，T ＝4π2R 3GM ＝2πR 3GM ，所以T ′＝2T ＝2πR ′3GM，解得R ′＝34R ，故选C.]4．(1)gR 2 (2)4π2R g解析 (1)人造地球卫星受地球的引力提供向心力，则GMm (2R )2＝m v 22R在地面，物体所受重力等于万有引力，GMm R2＝mg 两式联立解得v ＝gR 2. (2)T ＝2πr v ＝2π·2R gR 2＝4π2R g . 5．ABD 6．BC [由题意知，定点后的“天链一号01星”是同步卫星，即T ＝24 h ．由GMm r 2＝m v 2r＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma ，得：v ＝GM r ，运行速度应小于第一宇宙速度，A 错误．r ＝3GMT 24π2，由于T 一定，故r 一定，所以离地高度一定，B 正确．由ω＝2πT，T 同<T 月，ω同>ω月，C 正确．a ＝rω2＝r (2πT)2.赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，D 错误．]7．BD [本题主要考查人造地球卫星的运动，尤其是考查了地球同步卫星的发射过程，对考生理解物理模型有很高的要求．由G Mm r 2＝m v 2r 得，v ＝ GM r .因为r 3>r 1，所以v 3<v 1.由G Mm r 2＝mω2r 得，ω＝GM r 3.因为r 3>r 1，所以ω3<ω1.卫星在轨道1上经Q 点时的加速度为地球引力产生的加速度，而在轨道2上经过Q 点时，也只有地球引力产生加速度，故应相等．同理，卫星在轨道2上经P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度．]8．B [当宇宙飞船加速时，它所需向心力增大，因此飞船做离心运动，轨道半径增大，由此知A 错误，B 正确；由式子T ＝2πr 3GM 可知，r 增大，T 增大，故C 错误；由于a ＝GM r2，r 增大，a 变小，D 错误．]高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
人教版高中物理必修2导学案设计(预习案+课堂探究案)6.5宇宙航行
§6、5宇宙航行【学习目标】1、会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度2、记住三个宇宙速度的含义和数值3、了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点、卫星变轨问题【重难点】重点：第一宇宙速度的推导过程和方法难点：1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换预习案【自主学习】------大胆试1、第一宇宙速度的表达式为____________和____________，其大小为____________；第二宇宙速度的大小为____________；第三宇宙速度的大小为____________。
2、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则万有引力提供向心力，即：F引=F向，公式为：___________=ma=_________=_____ __=____ ___课堂探究案【合作探究】------我参与探究点一、宇宙速度1、16世纪牛顿就曾思考过这样一个问题：从地球的高山上将物体水平抛出，速度越大，落地点就。
如果抛出的速度足够大，物体就不再落回地面，它将运动，成为一颗。
【例题】1. 设地球质量为M，半径为R，求以多大的速度发射这个物体，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呢？请你用万有引力的有关知识把它听得懂 会做题 想明白 讲清楚 能命题 - 2 -8 一题多解 一题多变 多题一解算出来，要求写出计算步骤和结果。
（M=,kg 1098.524⨯ R=m 6104.6⨯）。
【例题】2.宇宙第一速度的另一种推导方法：在地面附近，万有引力近似等于重力，此力提供卫星做匀速圆周运动的向心力。
【知识扩展】第一宇宙速度也叫环绕速度，是发射人造地球卫星所必须达到的最 发射速度，也是卫星在地球表面附近围绕地球做匀速圆周运动的运行速度，是人造地球卫星的最 运行速度。
2、第二宇宙速度，大小： 。
意义：使卫星挣脱 的束缚，成为绕 运行的人造行星的最小发射速度，也称为逃逸速度。
高中物理6.5《宇宙航行》教学设计2新人教版必修2
高中物理6.5《宇宙航行》教学设计2新人教版必修2第5节宇宙航行新课教学1、宇宙速度教师活动：请同学们阅读课文第一自然段，同时思考下列问题［投影出示］：1、在地面抛出的物体为什么要落回地面？2、什么叫人造地球卫星？学生活动：阅读课文，从课文中找出相应的答案。
1、在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面。
2、如果在地面上抛出一个物体时的速度足够大，那么它将不再落回地面，而成为一个绕地球运转的卫星，这个物体此时就可认为是一颗人造地球卫星。
教师活动：引导学生深入探究1、月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？2、物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?3、若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？学生活动：分组讨论，得出结论。
1、由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转，此时月球受到的地球的引力（即重力），用来充当绕地运转的向心力，故而月球并不会落到地面上来。
2、由平抛物体的运动规律知：x=v0t①h= ②联立①、②可得：x=v0即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远。
3、当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。
教师活动：总结、点评。
课件演示《人造卫星发射原理图》：平抛物体的速度逐渐增大，飞行距离也跟着增大，当速度足够大时，成为一颗绕地运转的卫星。
牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现。
今天，我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实。
教师活动：［过渡语］从上面学习可知，当平抛物体的初速度足够大时就可成为卫星。
那么，大到什么程度就叫足够大了呢？下面我们来讨论这一个问题。
请同学们阅读教材有关内容，同时考虑下面几个问题［投影出示］：1.卫星环绕地球运转的动力学方程是什么？2.为什么向高轨道发射卫星比向低轨道发射要困难？3.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？学生活动：阅读课文，找出相应答案。
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第5节宇宙航行{课前感知}1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点。
如果速度足够大，物体就，它将绕地球运动，成为。
2.第一宇宙速度大小为，也叫速度。
第二宇宙速度大小为，也叫速度。
第三宇宙速度大小为，也叫速度。
3.世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在发射成功的，卫星质量为kg，绕地球飞行一圈需要的时间为。
世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日发送成功，飞船绕地球一圈历时。
世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在发送成功，进入月球轨道；飞船在月球表面着陆；宇航员登上月球。
中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在发送成功的，飞船绕地球圈后，于安全降落在主着陆场。
{即讲即练}得想追上同轨道上的空间站，直接加速会导致飞船轨道半径增大，由上式知飞船在一个新轨道上运行的速度比空间站的速度小，无法对接，故A错；飞船若先减速，它的轨道半径减但速度增大了，故在低轨道上飞船可接近或超过空间站，成立，所以解得：,减小为原来的的小发动机向前喷气，使的小发动机向后喷气，使B 的小发动机向前喷气，使C图7-5-1图7-5-3【答案】〖基础巩固〗1.关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是 ( ) A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是能使卫星进入近地轨道的最小速度 D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度2.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是 ( ) A.在发射过程中向上加速时产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产生超重现象 C.进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下面说法中正确的是 ( ) A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值 B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的 C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值 D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的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5.2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观。
这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机。
如图所示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图，则有 ()A.2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度B.2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度C.2004年8月29日，火星又回到了该位置D.2004年8月29日，火星还没有回到该位置 6.如图7－ 5—5所示的圆、b 、c ，其圆心均在地球的自转轴线上，b 、c 的圆心与地心重合，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言 ( ) A.卫星的轨道可能为 B.卫星的轨道可能为bC.卫星的轨道可能为cD.同步卫星的轨道只可能为b7.我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为了T 1=12 h ；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为丁T 2＝24 h ；两颗卫星相比 ( ) A.“风云一号”离地面较高图7-5-4图7-5-5B.“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C.“风云一号”线速度较大D.若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空8.关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通迅卫星的说法，正确的是( )A.若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B.它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C.它以第一宇宙速度运行D.它运行的角速度与地球自转角速度相同9.2001年3月23日“和平”号空间站完成了它的历史使命，坠落在浩瀚的南太平洋。
“和平”号空间站是20世纪质量最大，寿命最长，载人最多，技术最先进的航天器，它在空间运行长达15年，下面有关“和平”号空间站坠落过程的说明正确的是( )A.“和平”号空间站进入较稠密大气层时，将与空气摩擦，空气阻力大大增加B.“和平”号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是直线C.“和平”号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是曲线D.“和平”号空间站在进入大气层前，高度降低，速度变大10.地球上两相距很远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是( )A.一人在南极，一人在北极，观察不到此现象B.一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍C.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等D.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍11.某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨迹会慢慢改变。
每次测量中卫星的运动可近似看做圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，r2<r1。
以E k1、E k2：表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期，则E k1Ek2，T1T2。
（填“＞”或“＜”)12一颗人造地球卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，其运行速度是地球第一宇宙速度的倍。
13.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的运行周期T1，已知万有引力常量为G，则该天体的密度为。
若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又可表示为。
〖能力提升〗14.〖应用题〗1989年10月18日，人类发射的“伽利略”号木星探测器进入太空，行程37亿千米．于1995年12月7日到达木星附近，然后绕木星运转并不断发回拍摄到的照片，最后耗尽所有备用燃料坠入木星大气层而销毁．(1)人类在地面上发射该探测器的速度应为（）A.等于7.9 km/sB.大于7.9 km/s而小于11.2km/sC.大于11.2 km/s而小于16.7km/sD.大于16.7 km/s(2)该探测器从1995年至2002年6年内绕木星运行了33圈，若引力常量已知，则由此数据( )A.可计算出太阳的质量B.可计算出木星的质量C.可计算出探测器的质量D.以上三个质量均无法计算出来15.〖探究题〗1987年，美国摩托罗拉公司的专家率先提出了一个方案：在距地球表面780km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座，每条轨道上分布有11颗卫星，这种卫星系统称为铱卫星系统．目前，有66颗铱卫星均匀分布在距离地面784km的，6条不同轨道上，假设这些卫星绕地球做匀速圆周运动，则它们在运动中具有相同的( )A.圆心B.速率C.周期D.加速度大小16.〖开放题〗一颗人造地球卫星以速度v发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度变为，则该卫星可能( )①绕地球做匀速圆周运动，周期变大②绕地球运动，轨道变为椭圆③不绕地球运动，成为绕太阳运动的人造卫星④挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙A．①②B．②③C．③④D．①②③17.〖信息题〗2003年10月15日09时，我国的“神舟五号”载人飞船发射成功，其返回舱于2003年10月16日06时23分按计划安全降落在内蒙古中部草原，对于宇航员所受到的重力G、支持力F N和万有引力F，下面的判断正确的是( )A.载人飞船在发射架上等待发射时B.载人飞船发射离地竖直上升过程中C.载人飞船绕地球做圆周运动时D.载人飞船返回舱在返回地面过程中18.〖应用题〗星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系是＝．已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6，不计其他星球的影响.则该星球的第二宇宙速度为( )A. B.C. C.19.〖综合题〗生命是一种最为奇妙最富魅力的自然现象。
关于生命的起源，历史上曾经有过种种假说，有一种“宇宙胚种说”认为，造成化学反应并导致生命产生的有机物，是与地球碰撞的彗星带来的。
尽管诸如此类的观点仍是一些需要进一步证明的问题，但通过陨石、彗星、星际物质以及其他行星上的有机分子的探索与研究，了解这些有机分子形成与发展的规律，都将为地球上生命的起源的研究提供更多资料。
(1)自然界中，生物与非生物存在诸多区别：作为生物，必须具备的最基本特征是。
(2)蛋白质是生命的基础物质，下列关于蛋白质的说法正确的是( )A.蛋白质的种类很多，它们都能溶于水B.蛋白质水解的最终产物是氨基酸C.蛋白质溶液中加入浓盐酸，颜色变黄D.蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液，蛋白质将变性(3)为了探测某行星表面有无生命现象，向该行星发射一颗探测卫星，卫星绕行星做匀速圆周运动的半径为R，卫星质量为，该行星质量为，引力常量为。
则卫星所受向心力F向= ；卫星绕行星做圆周运动的线速度v= 。
20.〖应用题〗晴天的晚上，人能看见卫星的条件是卫星被太阳照射且在人的视野之内．一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面，卫星自西向东运动，春分期间太阳垂直射向赤道，赤道上某处的人在日落后8h在西边的地平线附近恰能看到它，之后极快地变暗而看不到了．已知地球的半径R地=6.4X106m，地面上的重力加速度为10m/s2，试估算：(保留两个有效数字)(1)卫星轨道离地面的高度；(2)卫星的速度大小．21.〖应用题〗人们认为某些白矮星（密度较大的恒量）每秒大约自转一周（万有引力恒量，地球半径约为.(1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉，它的密度至少为多少?(2)假设某白矮星密度约为此值，且其半径等于地球半径，则它的第一宇宙速度约为多少?〖思维拓展〗22.〖应用题〗北京时间2905年10月12日9时整，搭乘两名航天员费俊龙和聂海胜的中国第二艘载人飞船“神舟六号”，在甘肃省酒泉卫星发射中心由长征二号F运载火箭发射升空．航空航天是一个集物理、化学、生物、天文、地学、工程、气象等多学科的综合性工程．请解答：(1)地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，若使航天飞船在无推动力作用的情况下在离地入h=140km的圆轨道上绕地球运行，则飞行速度应为。
(2)吊在降落伞下的载人航天飞船返回舱下落速度仍达14m/s。