湖南省邵阳市隆回县第二中学高中物理 6.5宇宙航行（1）导学案 新人教版必修2
学习目标：
1、了解人造卫星的最初构想，会解决涉及人造地球卫星的较简单的问题。
2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
3、感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。
自主学习：自学课本P44-45
一.宇宙速度：
（一） 牛顿的设想：
1、从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度越大,落点离山脚越远. 如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上,它将成为一颗绕地球运动的 。
2、人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由 提供，力的方向指向 。
（二）宇宙速度：
1、第一宇宙速度：
（1）第一宇宙速度的推导：
方法一：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力。
设地球质量为M，半径为R 。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r.
由 得 v= 。对于靠近地面的卫星，可以认为此时的 r 近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出 v= 。代入数据得：v= km/s。
方法二：卫星靠近地面绕地球做圆周运动，重力提供向心力。
由 得 v= 代入数据得v= km/s。
（2）卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，叫第一宇宙速度．也称为环绕速度。
将人造地球卫星送入预定的轨道运行所必须具有的速度，叫发射速度．
轨道越高，绕地球运行的环绕速度越小．因此，第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的 速度，也是发射人造地球卫星的 速度．
2、第二宇宙速度 大小： km/s 。意义：使卫星挣脱 的束缚，成为绕 运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。
3、第三宇宙速度 大小： km/s。意义：使卫星挣脱 束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。【注意：不同的星球所对应的三个宇宙速度会与地球的宇宙速度不同。】
二.梦想成真
合作探究：
2
1、地球半径为6400km，在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为7.9×103m/s，则周期为多大？
思考：能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星并说明原因？
2、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，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( )
A．7.9 km/s B．16.7 km/s C．2.9×104 km/s D．5.8×104 km/s
目标检测：
1、关于第一宇宙速度，以下叙述正确的是( )
A．它是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度
B．它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度
C．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D．它是人造卫星发射时的最大速度
2、美国“新地平线”号探测器借助“宇宙神—5”火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空，开始长达9年的飞向冥王星的太空之旅。拥有3级发动机的“宇宙神—5”重型火箭将以每小时5.76万公里的惊人速度把“新地平线”号送离地球，这个冥王星探测器将成为人类有史以来发射速度最高的飞行器。这一速度（ ）
A、大于第一宇宙速度 B、等于第二宇宙速度
C、大于第三宇宙速度 D、小于并接近于第三宇宙速度
困惑问题：
。
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