粤教版 (2019)必修 第二册第四节 宇宙速度与航天多媒体教学课件ppt

这是一份粤教版 (2019)必修 第二册第四节 宇宙速度与航天多媒体教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了匀速圆周运动，环绕地球，答案C等内容，欢迎下载使用。

2.判一判(1)在地面上发射人造卫星需达到的最小速度是7.9 km/s。 ( )(2)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s，卫星会永远离开地球。 ( )(3)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s。 ( )
3．选一选如图所示，图中v1、v2和v3分别为第一、第二和第三宇宙速度，三个飞行器a、b、c分别以第一、第二和第三宇宙速度从地面上发射，三个飞行器中能够克服地球的引力，永远离开地球的是(　　)A．只有a B．只有bC．只有c D．b和c解析：当发射的速度大于等于第二宇宙速度时，卫星会挣脱地球的引力，不再绕地球飞行。当发射的速度大于等于第三宇宙速度时，卫星会挣脱太阳的引力，飞出太阳系，选项D正确。答案：D　
二、人造卫星1．填一填(1)人造卫星是指 在宇宙空间轨道上运行的无人航天器。(2)北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行的卫星导航系统。(3)地球同步卫星。①位置：赤道上方高度约 km，相对地面 。②周期：与地球自转周期 。2．判一判(1)地球同步卫星一定位于赤道的正上方。 ( )(2)地球同步卫星与地球自转的周期相同。 ( )(3)人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由火箭推力提供。 ( )
3．想一想如图所示，在地球的周围，有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动。(1)这些卫星的轨道平面有什么特点？提示：轨道平面过地心。(2)这些卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度等都跟什么因素有关呢？提示：与轨道半径有关。
探究(一)　宇宙速度的理解[问题驱动]如图所示是卫星发射和三个宇宙速度的示意图，思考以下问题：
(1)第一宇宙速度有什么意义？提示：第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。(2)第二、第三宇宙速度有什么意义？提示：第二宇宙速度是卫星能够克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度；第三宇宙速度是能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。　　
发射速度与人造地球卫星的轨道关系(1)当7.9 km/s≤v发<11.2 km/s时，卫星绕地球做椭圆运动。(2)当11.2 km/s≤v发<16.7 km/s时，卫星绕太阳旋转，成为太阳系一颗“小行星”。(3)当v发≥16.7 km/s时，卫星脱离太阳的引力束缚跑到太阳系以外的空间中去。
[素养训练]1．(2023·广东1月学考)北斗导航系统中的地球同步卫星绕地球近似做匀速圆周运动，其运行的线速度(　　)A．大于第一宇宙速度 B．等于第一宇宙速度C．小于第一宇宙速度 D．等于第二宇宙速度
2．若已知地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的第一宇宙速度为v1，则(　　)A．根据题给条件可以估算出地球的质量B．根据题给条件不能估算地球的平均密度C．第一宇宙速度v1是人造地球卫星的最大发射速度，也是最小环绕速度D．在地球表面以速度2v1发射的卫星将会脱离太阳的束缚，飞到太阳系之外
3．地球上发射一颗近地卫星需7.9 km/s的速度，在月球上发射的近月卫星需要多大速度？(已知地球和月球质量之比M地∶M月＝81∶1，半径之比R地∶R月＝3.7∶1)
探究(二)　　人造地球卫星的运行分析[问题驱动]如图甲所示为不同轨道上的人造地球卫星，如图乙所示为我国的“天宫二号”空间实验室；“天宫二号”的轨道高度大约是393 km，而地球同步卫星的轨道高度大约是3.6×104 km。思考以下问题：
(1)所有做圆周运动的人造卫星的轨道圆心位置有什么特点？提示：所有做圆周运动的人造卫星的轨道圆心都位于地心。(2)“天宫二号”和同步卫星的周期相比较哪个更大？提示：同步卫星的周期更大。(3)“天宫二号”和同步卫星的线速度、角速度、加速度哪个更大？提示：“天宫二号”的线速度、角速度、加速度更大。　　
[重难释解]1．人造地球卫星的轨道由于卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，故卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其运行轨道可分为如下三类(如图所示)：(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
[迁移·发散]1．地球同步卫星运行的线速度、角速度、加速度与月球绕地球运行的线速度、角速度、加速度比较，其大小关系如何？
2．假如已知月球的自转角速度为ω0，月球的质量、半径分别为M、R，那么在月球上发射一颗月球的同步卫星，其距离月球表面的高度怎样确定？
地球同步卫星的六个“一定”
[素养训练]1．(2022·广东1月学考)某空间飞行器在固定轨道上绕地球的运动可视为圆周运动，其运行周期约为1.5小时，由此可判断飞行器的(　　)A．轨道半径与地球同步卫星的相同B．轨道半径比地球同步卫星的小C．运行速度比地球同步卫星的小D．运行速度与地球同步卫星的相同
2.我国在轨运行的气象卫星有两类，如图所示，一类是极地轨道卫星——“风云一号”，绕地球做匀速圆周运动的周期为12 h，另一类是地球同步轨道卫星——“风云二号”，运行周期为24 h。下列说法正确的是 (　　)A．“风云一号”的线速度大于“风云二号”的线速度B．“风云二号”的运行速度大于7.9 km/sC．“风云一号”的发射速度大于“风云二号”的发射速度D．“风云一号”和“风云二号”均相对地面静止
一、培养创新意识和创新思维[选自鲁科版新教材“科学书屋”]2004年，我国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。探月卫星“嫦娥一号”“嫦娥二号”已完成“绕”的任务。卫星绕月运行，获得了月球表面影像、有关物质元素分布等数据。“嫦娥三号”携“玉兔号”月球车成功实现月球软着陆，并开展月面巡视勘察以及月表形貌与地质构造调查等科学探测，实现了“落”的任务。2019年1月，“嫦娥四号”探测器成功着陆月球背面南极—艾特肯盆地(如图)，完成了“人类探测器首次实现月球背面软着陆”的壮举。
探月卫星“嫦娥一号”“嫦娥二号”均绕月球运行，请上网了解一下，“嫦娥一号”“嫦娥二号”卫星中，哪颗卫星的运行周期更大些？“嫦娥四号”探测器能用打开降落伞的方法在月球背面实现软着陆吗？为什么？提示：“嫦娥一号”离月球表面200 km，“嫦娥二号”离月球表面100 km，所以“嫦娥一号”的运行周期更大些。“嫦娥四号”探测器不能应用降落伞实现软着陆，因为月球表面没有空气。
二、注重学以致用和思维建模1．我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102 km的预定轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半径R＝6.4×103 km，下列说法正确的是 (　　)A．“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小B．“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小C．“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小D．“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小
2．(2022·湖南高考)(多选)如图，火星与地球近似在同一平面内绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是(　　)