人教版高中物理必修第二册基础导学 7.4.宇宙航行.docVIP

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4.宇宙航行

知识结构导图

核心素养目标

物理观念：宇宙速度、近地卫星和同步卫星．

科学思维：由万有引力提供向心力得出卫星环绕规律．

科学探究：探究人造卫星运行规律．

科学态度与责任：万有引力定律在卫星环绕问题中的应用，为我国的航天事业做出贡献

知识点一宇宙速度

阅读教材第59～60页“宇宙速度”部分．

1．人造地球卫星的发射原理

(1)牛顿的设想：在高山上水平抛出一个物体，当初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面，成为一颗绕地球转动的人造地球卫星．

(2)原理：一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做________运动，向心力由地球对它的________提供，即Geq\f(m地m,r2)＝________，则卫星在轨道上运行的线速度v＝eq\r(\f(Gm地,r)).

2．宇宙速度

(1)第一宇宙速度

①定义：物体在地球附近绕地球做________运动的速度，叫作第一宇宙速度(firstcosmicvelocity)．

②大小：________km/s

(2)第二宇宙速度

当飞行器的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球．我们把11.2km/s叫作第二宇宙速度(secondcosmicvelocity)．

(3)第三宇宙速度

在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度(thirdcosmicvelocity)．

理解：牛顿的设想

平抛物体水平初速度逐渐增大，物体的落地点将越来越远，若抛出物体的水平初速度足够大，它将绕地球运动并成为地球的一颗卫星．

图解：

知识点二人造地球卫星

5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心成功发射了第45颗北斗导航卫星．该卫星属地球静止道卫星阅读教材第60～61页“人造地球卫星”部分．

1．卫星的发射．

(1)1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功．

(2)1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功，开创了中国航天史的新纪元．

(3)目前在轨有效运行的卫星有上千颗，其中的通信、导航、气象等卫星已极大地改变了人类的生活．

2．同步卫星的特点

地球同步卫星位于赤道上方高度约______处，因相对地面静止，也称________卫星．地球同步卫星与地球以__________的角速度转动，周期与地球自转周期________．

知识点三载人航天与太空探索

阅读教材第61～62页“载人航天与太空探索”部分．

(1)1961年4月12日，苏联航天员加加林进入了________载人飞船．

(2)1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕．

(3)10月15日9时，我国________宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空．

(4)在载人航天方面，继神舟五号之后，截至底，我国已经将________(14人次)航天员送入太空，包括两名女航天员．

(5)6月，神舟十号分别完成与________空间站的手动和自动交会对接．

(6)10月19日，神舟十一号完成与________空间站的自动交会对接．

(7)4月20日，我国又发射了货运飞船________，入轨后与天宫二号空间站进行自动、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验．

【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．

(1)发射人造地球卫星需要足够大的速度．()

(2)卫星绕地球运行不需要力的作用．()

(3)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大．()

(4)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s.()

(5)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9km/s.()

(6)要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7km/s.()

要点一宇宙速度

发射卫星，要有足够大的速度才行，请思考：

(1)不同星球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？

(2)人造地球卫星离地面越高，其线速度越小，那么发射起来是不是越容易？

1.第一宇宙速度(环绕速度)：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，也是人造地球卫星的最小发射速度．

2．第二宇宙速度(脱离速度)：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11.2km/s.

3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之脱离太阳的引力作用，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度．

4．在