2017教科版高中物理必修2第三章第4節(jié)《人造衛(wèi)星 宇宙速度》word學(xué)案

1、第4節(jié)人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星宇宙速度宇宙速度班別______姓名_____【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解人造衛(wèi)星的發(fā)射與運(yùn)行原理，知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。2通過(guò)了解人造衛(wèi)星的運(yùn)行原理，認(rèn)識(shí)萬(wàn)有引力定律對(duì)科學(xué)發(fā)展所起的作用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的意識(shí)。【閱讀指導(dǎo)】【閱讀指導(dǎo)】1__________________________________________________________________________

2、___________________________________________叫做第一宇宙速度。_______________________________________________________________________________________________________________________叫做第二宇宙速度。________________________________________

3、_______________________________________________________________________________叫做第三宇宙速度。2同一顆衛(wèi)星距地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的線速度就越_____、角速度就越______、向心加速度就越______、飛行周期就越______、重力勢(shì)能就越______、動(dòng)能就越______、發(fā)射時(shí)需要消耗的能量就越_____、發(fā)射就越_______。【課堂練習(xí)】【課堂練習(xí)】

4、★夯實(shí)基礎(chǔ)★夯實(shí)基礎(chǔ)1若人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A衛(wèi)星的軌道半徑越大，它的運(yùn)行速度越大B衛(wèi)星的軌道半徑越大，它的運(yùn)行速度越小C衛(wèi)星的質(zhì)量一定時(shí)，軌道半徑越大，它需要的向心力越大D衛(wèi)星的質(zhì)量一定時(shí)，軌道半徑越大，它需要的向心力越小2一顆小行星環(huán)繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍，則（）A它的線速度是地球線速度的2倍B它的線速度是地球線速度的12C它的環(huán)繞周期是4年D它的環(huán)繞周期是8年3用m表示地

5、球通信衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）的質(zhì)量，h表示衛(wèi)星離開(kāi)地面的高度，R0表示地球的半徑，g0表示地球表面處的重力加速度，ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則通信衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f(wàn)有引力大?。ǎ〢等于零B等于20020()mRgRh?C等于D以上結(jié)果都不對(duì)324000mRg?4地球的兩顆人造衛(wèi)星質(zhì)量之比m1:m2=1:2，圓運(yùn)動(dòng)軌道半徑之比r1:r2=1:2，則（）A它們的線速度之比v1:v2=:121.BD2.AC3BC4.證明：衛(wèi)星飛行在空中，與地球之

6、間只有萬(wàn)有引力的作用。因此衛(wèi)星繞地球飛行時(shí)所需要的向心力完全由F萬(wàn)來(lái)提供。設(shè)地球質(zhì)量為M，人造地球衛(wèi)星質(zhì)量為m：由此可證人造衛(wèi)星的飛行速度隨飛行高度的增加而減小。rGMvrvmrGMmFF?????22向萬(wàn)5.解：由上題可知，衛(wèi)星越貼近地面，飛行速度越大。所以牛頓假設(shè)的“近地衛(wèi)星”的速度應(yīng)該是衛(wèi)星飛行的最大速度。衛(wèi)星所受到萬(wàn)有引力等于衛(wèi)星所受到的重力，即：重力充當(dāng)向心力。。smvgRvRvmmgFmgF109.7104.68.9372?

7、???????????萬(wàn)萬(wàn)根據(jù)公式：v=ωr最大飛行速度vmax對(duì)應(yīng)著最大飛行角速度ωmax。有：ωmax=vmaxR=7.91036.4107=1.24103rads。根據(jù)公式：ω=2πT可知，衛(wèi)星的最大角速度有對(duì)應(yīng)著飛行的最短周期。有：T=23.141.2410–3=5065S約合84min。6.解：在此題中G和M都是未知的，我們可以通過(guò)“黃金代換”求解。設(shè)想地面上有一個(gè)物體m，它受到的萬(wàn)有引力F萬(wàn)和它所受到的重力近似相等，于是有：

8、，其中，R為地球半徑。22gRGMmgRGMmmgF?????萬(wàn)解：（1）衛(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F向是由萬(wàn)有引力F萬(wàn)來(lái)提供的。所以有：3222242(??GMTrrTmrGMmFF?????）向萬(wàn)帶入，有：2gRGM?距地面高度為：h=r–R=mTgRr73222232221022.414.34)360024()106371(8.94??????????4.221076371103=3.58107m。這就是我們通常說(shuō)的三萬(wàn)六千公里