第七章 专题4 宇宙航行与变轨问题-【精彩三年】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册教师用书word（人教版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 专题4宇宙航行与变轨问题 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 科学思维：体会在处 观看有关人造地球卫 理实际问题时，如何 星、神舟飞船、航天 忽略次要因素，抓住 飞机、空间站的影片， 1.人造地球卫星的原 主要因素，抽象出物 与同学交流观后感。 理 理模型。 人造地球卫星的原理 收集我国和世界航天 2.人造地球卫星的变 科学态度与责任：关 事业发展历史和背景 轨原理 心人类航天事业的发 的资料，写出调查报 告 展趋势，有将科学技 术服务于人类的意识 新教材·知本与思辨 一学科素养研读，知本、思辨一 (见学生用书P58) 知识点人造卫星的发射速度与运行速度 1.发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无 能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 2.运行速度：运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星 “贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运 行速度小于第一宇宙速度。 [思辨荆 判断题（正确的打“√”，错误的打“X”) ()第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度。（√） (②)第一字宙速度是绕地球运行的最大速度。（√） (③)宇宙速度均指人造卫星的发射速度。（√） 新教材·拓展与应用 学科素养探究、方法、素养一 (见学生用书P58) 地面上物体与地球卫星的辨析 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 团 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 比较项目 受力情况 角速度 除受地球给的万有引力，还受地球给的支持 地面上 力。 等于地球自转的角速度 的物体 受的万有引力可分解为重力和随地球自转的 向心力 近地卫星 只受地球给的万有引力 大于地球自转的角速度 同步卫星 只受地球给的万有引力 等于地球自转的角速度 (①)地面上的物体与同步卫星的角速度相同 联系 (2)近地卫星与同步卫星均满足万有引力提供向心力 例1如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c 为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为 匀速圆周运动。则(B) 地球 A.a、b、c、d中，a的加速度最大 B.a、b、c、d中，b的线速度最大 C.a、b、c、d中，c的周期最大 D.a、b、c、d中，d的角速度最大 【解析】a、c的角速度相同，则根据a=o2r可知，a的加速度小于c的加速度，a的 加速度不是最大的，选项A错误；a、c的角速度相同，则根据o=or可知，a的线速度小 于c的线速度，很据o=GM可知b的线速度大于c、d的线速度，可知b的线速度最大， 选项B正确：根据开普勒第三定律可知，b、c、d中d的周期最大，而a、c周期相等，可 知a、b、c、d中，d的周期最大，d的角速度最小，选项C、D错误。 活学活用 (多选)我国自行研制的北斗导航系统，共有55颗北斗导航卫星，中国北斗服务全球。 现已知某导航卫星轨道高度约为21500km,同步轨道卫星的高度约为36000km,地球半径 为6400km。下列说法中正确的是(CD) A.该导航卫星的线速度大于7.9km/s B,地球赤道上物体随地球自转的周期小于该导航卫星的运转周期 C.地球同步轨道卫星的运转角速度小于该导航卫星的运转角速度 D,地球同步轨道卫星的向心加速度小于该导航卫星的向心加速度 【解析】根据GMmr2=mv2r,o=Gr),可知轨道半径越小，运行速度越大，贴近地 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 团 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 面运行的卫星，运行速度等于第一宇宙速度7.9ks,因此该导航卫星的运行速度小于7.9 km/s,A错误：根据GMmr2=m4π2T2r,T=2πr3GM0,可知轨道半径越大，运行周期越长， 地球赤道上物体随地球自转的周期等于同步卫星运行周期，因此大于该导航卫星的运转周期 ，B错误；根据GMmr.2=mow2r,w=Gr3头，可知轨道半径越大，运行角速度越小，因此 地球同步轨道卫星的运转角速度小于该导航卫星的运转角速度，C正确；根据GMm2=ma, a=GM2,可知轨道半径越大，向心加速度越小，地球同步轨道卫星的向心加速度小于该导 航卫星的向心加速度，D正确。 卫星（或飞船）的变轨问题 1.卫星变轨问趣的处理 卫星在运动中的“变轨”有两种情况：离心运动和近心运动。当万有引力恰好提供卫星 做圆周运动所需的向心力，即GMm2=2r时，卫星做匀速圆周运动：当某时刻速度发生 突变，所需的向心力也会发生突变，而突变瞬间