陕西省榆林育才中学高中物理 5.4飞出地球去导学案 沪科版必修

陕西省榆林育才中学高中物理 5.4飞出地球去导学案 沪科版必修2【学习目标】1了解人造卫星的有关知识。2知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。【学习重点】对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用领域【学习难点】 1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。2、 第一宇宙速度的推导。3、运行速率与轨道半径之间的关系。【自主学习】【合作探究】任务二、三个宇宙速度1、第一宇宙速度-环绕速度：（人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫做第一宇宙速度。V1=7.9km/s）（1）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。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算？（由学过的万有引力定律和匀速圆周运动知识进行分析论证。）由上面推导可知，人造卫星绕地球做圆周运动的速度与那些量有关？2.第二宇宙速度-使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。大小V2=11.2km/s.(1)当卫星的速度达到11.2km/s，使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力不在绕地球运行。(2)人造卫星的发射速度与运行速度发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。宇宙速度均指发射速度第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。3.第三宇宙速度-使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。大小V3=16.7km/s.当发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。【课后训练】：1.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近（）A地球的引力较大B地球自转线速度较大C重力加速度较大D地球自转角速度较大2.关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是（）A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关视野拓展宇宙航行宇宙航行是以整个宇宙空间为活动环境的，因此，我们必须对宇宙环境有一定的了解，就像汽车司机要了解道路环境，登山运动员要了解山地环境，航海人员要了解海洋环境一样。在人类进入太空以前，对人才环境只能进推测和理沦研究。与人类对飞天的向往一样，人们构想了美丽的“天堂”，便有“上有天堂，下有苏杭”的比喻。现在我们知道，如果“天堂”是指太空的话，就生存环境来说，那是极大的谬误。自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，温度不断降低。虽然随后有恒星向外辐射热能，但恒星的数量是有限的，而且其寿命也是有限的，所以宇宙的总体温度是逐渐下降的。经过100多亿年的历程，太空已经成为高寒的环境。对宇宙微波背景辐射（宇宙大爆炸时遗留在太空的辐射）的研究证明，太空的平均温度为一270.3。在太空中，不仅有宇宙大爆炸时留下的辐射，各种天体也向外辐射电磁波，许多天体还向外辐射高能粒子，形成宇宙射线。例如，银河系有银河宇宙线辐射，太阳有太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射（太阳耀斑爆发时向外发射的高能粒子）和太阳风（由太阳日冕吹出的高能等离子体流）等。许多天体都有磁场，磁场俘获上述高能带电粒了，形成辐射性很强的辐射带，如在地球的上空，就有内外两个辐射带。由此可见，太空还是一个强辐射环境。宇宙大爆炸后，在宇宙中形成氢和氦两种元素，其中氢占3/4，氦占1/4。后来它们大多数逐渐凝聚成团，形成星系和恒星。恒星中心的氢和氨递次发生核聚变，生成氧、氮、碳等较重的元素。在恒星死亡时，剩下的大部分氢和氦以及氧、氮、碳等元素散布在太空中。其中主要的仍然是氢，但非常稀薄，每立方厘米只有0.l个氢原于，在星际分了云中稍多一此，每立方厘米约1万个左右。我们知道，在地球大气层中，每立方厘米含有1010个氮和氧分子。由此可见，太空是一个高真空环境。【总结与反思】