4. 人造卫星 宇宙速度优质课教案整理

3.4 人造卫星

宇宙速度

1、知道三个宇宙速度的含义. 制作：蒋小平 审核：第1项目组 编号：2304 时间：2018.05.07 陈述性知识

学习目标

程序性知识

学习重点

难点

2.了解人造卫星的相关知识和我国卫星发射的情况，以及人类对太空的探索历程. 1、会推导第一宇宙速度

2.认识同步卫星的特点

1、会推导第一宇宙速度 2、认识同步卫星的特点

—预习案—

使用说明

（学法指导）

1、通读教材，完学案内容

【前置补偿】

1、忽略自转影响，物体在中心天体表面时： 等于 。

成【前置补偿】、2、物体围绕中心天体转动时： 提供 。

【教材助读】两部分；

2、完成预习自测题；

3、将预习过程中发现的问题或疑惑简明扼要的填写在预习留言板上；

4、完成时间15分钟。

【教材助读】一、人造卫星

1.卫星：自然的或人工的在太空中

的物体. 2.第一颗人造卫星：1957年10月4日，由苏联送入环绕

的轨道的卫星. 二、宇宙速度

第一宇

宙速度

第二宇

宙速度

第三宇

宙速度

数值

km/s

意义

卫星在地球

绕地球做

的速度

使卫星挣脱

引力束缚永远离开地球的

地面发射速度

使卫星挣脱

引力束缚飞到太阳系外的

地面发射速度

km/s

km/s

【预习自测】

1.判断下列说法的正误. (1)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度.( ) (2)人造地球卫星的最小绕行速度是7.9 km/s.( ) (3)要发射一颗人造地球卫星，发射速度必须大于16.7 km/s.( ) 2.已知月球半径为R，月球质量为M，引力常量为G，则月球的第一宇宙速度v＝________.

—探究案—

学案内容【合作探究】

探究点1 问题探究：

1.卫星发射速度是什么? 2.卫星运行速度是什么? 3.卫星轨道问题? 1.人造地球卫星的轨道

卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力.因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极上空的极地轨道.当然也存在着与赤道平面呈某一角度的圆轨道.如图所示. 2.人造地球卫星的两个速度

(1)发射速度：指将人造地球卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度，卫星离地面越高，需要的发射速度越大还是越小？. (2)环绕速度：指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度与轨道半径的关系？

例1

(多选)可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道(

) A.与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆

B.与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆

C.与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地面是静止的

D.与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地面是运动的

探究点2第一宇宙速度的理解与计算

(1)不同天体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)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？

例2

某人在一星球表面上高h的地方，平抛一物体，经时间t落回表面.已知该星球的半径为R，求该星球的第一宇宙速度.

例3

我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”.设该卫星的轨道是圆1形的，且贴近月球表面.已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球811半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的最大速4率约为(

)

学生笔记

知识总结：：

知识总结：

A.0.4 km/s

C.11 km/s

探究点3地球同步卫星

B.1.8 km/s D.36 km/s 地球同步卫星的轨道在哪个面上？周期是多大？同步卫星的高度和轨道面可以任意选择吗？

例4

关于地球同步卫星，下列说法正确的是(

) A.同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面

B.同步卫星的轨道必须和地球赤道共面

C.所有同步卫星距离地面的高度不一定相同

D.所有同步卫星的质量一定相同

例5

(多选)我国“中星11号”商业通信卫星是一颗同步卫星，它定点于东经98.2度的赤道上空，关于这颗卫星的说法正确的是(

) A.运行速度大于7.9 km/s B.离地面高度一定，相对地面静止

C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

当堂检测

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.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，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

2.下列关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是(

) A.若其质量加倍，则轨道半径也要加倍

B.它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播

C.它以第一宇宙速度运行

D.它运行的角速度与地球自转角速度相同

3.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为(

) A.16 km/s

B.32 km/s

C.4 km/s

D.2 km/s

知识总结：

知识总结：

4.某星球的半径为R，在其表面上方高度为aR的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平射程为bR，a、b均为数值极小的常数，则这个星球的第一宇宙

速度为(

) A.2abaav0

B.v0

C.v0

D.v0 bab2b课时作业

一、选择题(1～6为单选题，7～10为多选题) 1.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的(

) A. 质量可以不同

C. 轨道平面可以不同

B. 轨道半径可以不同

D. 速率可以不同

2.地球上相距很远的两位观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是(

) A.一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等

B.一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍

C.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等

D.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍

3.2013年6月11日17时38分，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进行了首次太空授课.在飞船进入离地面343 km的圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小(

) A.等于7.9 km/s

B.介于7.9 km/s和11.2 km/s之间

C.小于7.9 km/s

D.介于7.9 km/s和16.7 km/s之间

4.如图1所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法错误的是(

) A.在轨道运行的两颗卫星a、b的周期相等

B.在轨道运行的两颗卫星a、c的线速度大小va

C.在轨道运行的两颗卫星b、c的角速度大小ωb<ωc

D.在轨道运行的两颗卫星a、b的向心加速度大小aa

5.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2＝2v1.已知某星球的半径为1r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该6星球的第二宇宙速度为(

) A.gr

B.1gr

C.611gr

D.gr

336.假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么地球的第一宇宙速度的大小应为原来的(

) A.2

B.21

C.

D.2 22