第3章 第4节 宇宙速度与航天（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（粤教版2019）

第四节　宇宙速度与航天 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 学习目标 核心素养 1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。 2．了解人造卫星的有关知识，了解地球同步卫星运转的规律。 3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。 4．了解人类探索宇宙的过程。 物理观念：宇宙速度、人造卫星、同步卫星。 科学思维：理解三个宇宙速度的意义。 科学探究：探究同步卫星的特征。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 一 宇宙速度 数值 意义 第一宇 宙速度 ____ km/s 物体在地面附近绕地球做____________的速度 第二宇 宙速度 ____ km/s 当飞行器的发射速度等于或大于________ km/s时，它就会克服________的引力，永远离开地球 7.9 匀速圆周运动 11.2 11.2 地球 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 数值 意义 第三宇 宙速度 ____ km/s 在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱________引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于________ km/s 16.7 太阳 16.7 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 二 人造卫星 1．概念 人造卫星是指环绕地球在宇宙空间轨道上运行的无人航天器。 2．运动规律 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做___________运动。 3．向心力来源 人造地球卫星的向心力由地球对它的_________提供。 匀速圆周 万有引力 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 4．近地卫星和同步卫星 (1)近地卫星的运动半径等于地球的半径，环绕速度等于第一宇宙速度。 (2)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，周期T＝24 h。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 [思考] 在赤道平面上运行的卫星都是同步卫星吗？运行周期为24 h的卫星一定是同步卫星吗？ 提示：在赤道平面上的卫星，转动半径大于同步卫星半径的卫星周期大于24 h，转动半径小于同步卫星半径的卫星周期小于24 h，都不是同步卫星。若周期为24 h的卫星不在赤道平面上，也不是同步卫星。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 三 遨游太空 1957年10月______成功发射了第一颗人造卫星。 1969年7月美国“阿波罗11号”登上______。 2003年10月15日我国航天员________踏入太空。 2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室发射成功，我国拥有了第一个真正意义上的空间实验室。 2017年4月2日，“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成首次推进剂在轨补加，正式宣告中国航天事业迈进“空间站”时代。 苏联 月球 杨利伟 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 [判断正误] (1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。(　　) (2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s。(　　) (3)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s，卫星会永远离开地球。 (　　) (4)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s。 (　　) × √ √ × 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 对宇宙速度的理解 　(1)不同天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？ 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 (2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？ 提示：(2)越大。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。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 宇宙速度是在地球上满足不同要求的卫星发射速度，并非卫星的运行速度。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 1．第一宇宙速度 (1)定义：又叫环绕速度，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s。 (2)推导：设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的线速度为v： 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 2．第二宇宙速度：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s。 3．第三宇宙速度：在地面上发射物体，使之最后能挣脱太阳的引力，飞到太阳系以外的宇宙空间所需的最小发射速度，其大小为16.7 km/s。 返回导航 下页 上页 粤教物理必修第二册 [易错提醒]