6.5 宇宙航行（导学案）
一、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，会用两种方法推导第一宇宙速度。
3. 了解人类对宇宙的探索,培养献身科学的价值观.
二、学习重、难点：
重点：1、弄清人造卫星的运动规律 2、知道宇宙速度，会用两种方法推导第一宇宙速度。 难点：弄清人造卫星的运动规律
三、知识链接：
天体或卫星绕中心天体做匀速圆周运动， 提供向心力，其核心方程为
。若在中心天体表面附近绕中心天体做匀速圆周运动， 提供向心力，
而 又近似等于万有引力, 其核心方程为
。
四、学习过程
1、设天体A绕天体B做匀速圆周运动，则天体A的线速度、角速度、周期及加速度的大小分别
由哪些量决定？
2、关于发射卫星的问题，牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度
一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。如图。请你替牛顿算一算，需要多大的速度物体才能不落回地球，而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运动？
3、第一宇宙速度 ，第二宇宙速度（逃逸速度） ，第三宇宙速
度 。当抛出速度v满足7.9km/s
将 ；当抛出速度v满足11.2km/s≤v
将 。
4、通过刚才的计算我们知道7.9km/s的速度是卫星在地球表面运动时的速度，即近地卫星的速
度。实际应用中的近地卫星在100～200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r即轨道半径。比较近地轨道外层轨道上的卫星的线速度与7.9km/s相比是大还是小呢？
5、发射速度： ；运动速度（环绕速
度） 。
6、第一宇宙速度是 （“最大”或“最小”）的环绕速度，同时也是 的发射速度。
7、什么是同步卫星？同步卫星有哪些特点？几颗同步卫星就能实现全球通信？
五、课堂达标
1、可发射一颗人造卫星，使其圆轨道满足下列条件（ ）
A、与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面的同心圆
B、与地球表面上某一经度线是共面的同心圆
C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的
D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的
2、我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一号”是极
地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号观察范围较大； 号运行速度较大。若某天上午8点“风云一号”正好通过某城市的上空，那么下一次它通过该城市上空的时刻将
是 。
3、假设地球质量不变，而地球半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速
度为原来的 倍
4、同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（ ）
A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值
B.它可以在地面上任一点的正下方，但离地心的距离是一定的
C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值
D.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的
5、假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验不能做成的是：（ ）
A、天平称物体的质量 B、用弹簧秤测物体的重量
C、用测力计测力 D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强
6、月球的质量约为地球的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,
则月球上第一宇宙速度为多少？
6.5 宇宙航行（导学案）
一、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，会用两种方法推导第一宇宙速度。
3. 了解人类对宇宙的探索,培养献身科学的价值观.
二、学习重、难点：
重点：1、弄清人造卫星的运动规律 2、知道宇宙速度，会用两种方法推导第一宇宙速度。 难点：弄清人造卫星的运动规律
三、知识链接：
天体或卫星绕中心天体做匀速圆周运动， 提供向心力，其核心方程为
。若在中心天体表面附近绕中心天体做匀速圆周运动， 提供向心力，
而 又近似等于万有引力, 其核心方程为
。
四、学习过程
1、设天体A绕天体B做匀速圆周运动，则天体A的线速度、角速度、周期及加速度的大小分别
由哪些量决定？
2、关于发射卫星的问题，牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度
一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。如图。请你替牛顿算一算，需要多大的速度物体才能不落回地球，而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运动？
3、第一宇宙速度 ，第二宇宙速度（逃逸速度） ，第三宇宙速
度 。当抛出速度v满足7.9km/s
将 ；当抛出速度v满足11.2km/s≤v
将 。
4、通过刚才的计算我们知道7.9km/s的速度是卫星在地球表面运动时的速度，即近地卫星的速
度。实际应用中的近地卫星在100～200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r即轨道半径。比较近地轨道外层轨道上的卫星的线速度与7.9km/s相比是大还是小呢？
5、发射速度： ；运动速度（环绕速
度） 。
6、第一宇宙速度是 （“最大”或“最小”）的环绕速度，同时也是 的发射速度。
7、什么是同步卫星？同步卫星有哪些特点？几颗同步卫星就能实现全球通信？
五、课堂达标
1、可发射一颗人造卫星，使其圆轨道满足下列条件（ ）
A、与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面的同心圆
B、与地球表面上某一经度线是共面的同心圆
C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的
D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的
2、我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一号”是极
地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号观察范围较大； 号运行速度较大。若某天上午8点“风云一号”正好通过某城市的上空，那么下一次它通过该城市上空的时刻将
是 。
3、假设地球质量不变，而地球半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速
度为原来的 倍
4、同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（ ）
A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值
B.它可以在地面上任一点的正下方，但离地心的距离是一定的
C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值
D.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的
5、假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验不能做成的是：（ ）
A、天平称物体的质量 B、用弹簧秤测物体的重量
C、用测力计测力 D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强
6、月球的质量约为地球的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,
则月球上第一宇宙速度为多少？