7.4 宇宙航行 导学案 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

学校 课型 习题课 学生 姓名： 班级： 小组： 课时 1 课题 7.4宇宙航行 年级 高一 学习目标 1.推导第一宇宙速度并计算其数值，同时理解第二、第三宇宙速度的含义。 2.掌握不同高度卫星的线速度、角速度、周期和加速度的特点。 3.掌握地球同步卫星的特点。 基础知识 三个宇宙速度的含义 宇宙速度 数值 意义 第一宇宙速度 km/s 卫星在地球表面附近绕地球做 的速度 第二宇宙速度 km/s 使卫星挣脱 引力束缚的 速度 第三宇宙速度 km/s 使卫星挣脱 引力束缚的 地面发射速度 同步卫星 (1)高度约 ，位于地球赤道平面上。 (2)周期：与地球 周期相同。 (3)特点：相对 静止。 习题C 一、单项选择题 1．若地球的半径不变，但质量和自转周期都变小，下列说法正确的是( ) A．地球的近地卫星的周期将变大 B．地球的第一宇宙速度将变大 C．地球表面的重力加速度将变大 D．地球的同步卫星离地面的高度将变大 2．“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍。下列说法正确的是( ) A．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 D．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 3．(2020·天津卷)北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星( ) A．周期大 B．线速度大 C．角速度大 D．加速度大 4．(2020·全国卷Ⅲ)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为( ) A.　　B. C.　　D. 二、多项选择题 5．(物理观念命题)已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是( ) A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C．发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 D．火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的 6．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 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 D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 三、非选择题 7．一航天员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，引力常量为G，求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的密度； (3)该星球的第一宇宙速度。 8．(科技情境命题)已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。求： (1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小； (2)月球的质量； (3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的近月飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。 课堂小结 习题B 培优　抛体运动与人造卫星运行规律的综合 8．荷兰“Mars One”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、确立人类聚居地的计划。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出，测出小球的水平射程为L。已知火星半径为R，万有引力常量为G，不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是( ) A．火星表面的重力加速度g＝ B．火星的第一宇宙速度为v1＝ C．火星的质量为M＝R3 D．火星的平均密度为 习题A 误区　不清楚公式中两物理量之间成正比或成反比的条件 9．(多选)假如一个绕地球做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，卫星仍做圆周运动，则( ) A．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 B．根据公式F