第7章 第4节 宇宙航行（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（人教版2019，浙江专用）

第4节　宇宙航行 (赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 层级达标 1.会计算人造地球卫星的环绕速度。 2.知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 学考层级 1.知道三个宇宙速度的含义。 2.知道同步卫星和其他卫星的区别。 3.了解发射速度与环绕速度的区别和联系。 选考层级 1.会推导第一宇宙速度。 2.会分析人造地球卫星的受力和运动情况，并能解决涉及人造地球卫星运动的问题。 目 录 01 02 课前预知教材/落实主干基础 课堂精析重难/深度发掘知能 课前预知教材/落实主干基础 匀速圆周 万有引力 2．宇宙速度   数值 意义 第一宇宙速度 ____km/s 物体在地球表面附近绕地球做_________ _____的速度 第二宇宙速度 ____ km/s 使飞行器挣脱_____引力束缚的最小地面发射速度 第三宇宙速度 ____km/s 使飞行器挣脱_____引力束缚的最小地面发射速度 7.9 匀速圆周 运动 11.2 地球 16.7 太阳 1．宇宙速度均指发射速度，环绕速度一定不大于其发射速度。 2．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。 二、人造地球卫星 1．1957年10月4日，世界上第一颗______________发射成功。 2．1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“___________”发射成功。 3．地球同步卫星 (1)位置：位于地面上方高度约_______ km处。 (2)周期：与地球自转周期_____。 4．静止卫星：轨道平面与赤道平面成__度角，运动方向与地球自转方向_____的地球同步卫星(也称地球静止轨道卫星)。 人造地球卫星 东方红一号 36 000 相同 相同 0 1.牛顿设想，如图所示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；当抛出速度足够大时，物体不再落回地面，成为人造地球卫星。 [微情境·大道理] 请对以下结论作出判断： (1)若物体的初速度v＝7.9 km/s时，物体将绕地球做匀速圆周运动。( ) (2)若物体的初速度v＞11.2 km/s，物体将绕地球做椭圆轨道运动。( ) (3)若物体的初速度满足7.9 km/s＜v＜11.2 km/s，物体将绕地球做椭圆轨道运动。( ) (4)发射人造地球卫星的最大发射速度为7.9 km/s。( ) √ × √ × 2.我国在西昌卫星发射中心发射的第45颗北斗导航卫星属地球静止轨道卫星。 请对以下结论作出判断： (1)该卫星可以定点在北京市的正上方。 ( ) (2)该卫星运行的速度小于第一宇宙速度。 ( ) (3)该卫星只能定点在赤道平面内。 ( ) (4)该卫星的运行周期为24 h。 ( ) (5)该卫星与同轨道上的其他卫星具有相同的质量。 ( ) × √ √ √ × 课堂精析重难/深度发掘知能 2．第二宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够克服地球的引力，永远离开地球所需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s。当发射速度7.9 km/s<v0<11.2 km/s时，飞行器绕地球运行的轨道是椭圆，且在轨道不同点速度大小一般不同。 3．第三宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度，其大小为16.7 km/s。 [答案]　B 1．(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v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝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v1，小于v2 B．我国发射的火星探测器，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使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度 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 [题点全练清] 答案：CD　 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； 我国发射的火星探测器，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使物体挣脱地球引力束缚而成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，C正确。 2．(2023·湖南长沙调研)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/m3，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，那么该中子星的第一宇宙速度约为(　 ) A．7.9 km/s　　　　　　　 B．16.7 km/s C．2.9×104 k