《2022年高中物理第章万有引力定律及其应用第节飞向太空教师用书粤教版 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中物理第章万有引力定律及其应用第节飞向太空教师用书粤教版 .pdf（7页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1 第三节飞向太空学 习 目 标知 识 脉 络1. 知道火箭的原理及组成2了解人类遨游太空的历史3了解空间探测器及探测活动4能理解火箭运行时超重、失重现象，能分析变轨运行问题( 重点、难点 )太 空 探 测 先填空 1人造卫星的发射要成为地球的人造卫星，发射速度必须达到7.9 km/s ，要成为太阳的人造卫星，发射速度必须达到11.2 km/s. 2发射卫星的火箭(1) 原理：利用燃料燃烧向后急速喷出气体产生的反作用力，使火箭向前射出(2) 组成：主要有壳体和燃料两部分(3) 多级火箭：用几个火箭连接而成的火箭组合，一般为三级；火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火”，推动各级火箭一起前进，待燃
2、料燃尽后，第二级火箭开始工作，并自动脱掉第一级火箭的外壳；火箭进一步加速，以此类推，最终达到所需要的速度3人类航天之旅如下表所示：时间国家活动内容1957 年 10 月苏联发射第一颗人造地球卫星1961 年 4 月苏联第一艘载人宇宙飞船“东方1 号”发射成功，苏联宇航员加加林第一次实现了人类踏入太空的梦想1969 年 7 月美国“阿波罗 11 号”登上月球， 将两名宇航员送上了月球，实现了人类在月球上漫步的梦想1971 年 4 月苏联发射“礼炮1 号”空间站1981 年 4 月美国“哥伦比亚号”载人航天飞机试验成功2003 年 10 月中国发射“神舟五号”载人飞船，首次载人航天飞行取得圆满成功
3、2007 年 10 月中国“嫦娥一号”探月卫星发射成功，中国首次对月球进行探测名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 2011 年 6 月中国“嫦娥二号”探月卫星飞离月球，飞向150 万千米的第2 拉格朗日点，进行深空探测2011 年 9 月中国“天宫一号”目标飞行器成功发射，并于 2011 年 11 月 3 日与“神舟八号”飞船对接成功4. 空间探测器1962 年美国的“水手2 号”探测器第一次对金星进行了近距离的
4、考察1989 年美国的“伽俐略号”木星探测器发射成功2003 年美国的“勇气号”与“机遇号”火星探测器分别发射成功 再判断 1美国发射的飞船最早将宇航员送上了月球( )2发射卫星时，火箭离开地球表面时的速度为7.9 km/s.()3中国发射的卫星已经能够对月球进行探测( ) 后思考 多级火箭当第一级的燃料燃尽后第一级与箭体脱离，第二级开始工作 每一级燃料燃尽后为什么要让它与箭体分离【提示】由牛顿第二定律可知，作用力一定的情况下，质量越小获得的加速度越大，燃料烧尽的部分壳体与箭体分离，使箭体质量减小， 因而产生更大的加速度，最终卫星会达到较大的速度 合作探讨 北京时间 2010 年 4 月 23
5、 日 7 点 52 分(美国东部时间2010 年 4 月 22 日 19 点 52 分) ，美国研制的人类首架太空战机X37B成功发射升空，“阿特拉斯5 号”火箭执行了此次发射任务结束太空之旅后，X37B将进入自动驾驶模式返回地球，最后在加州范登堡空军基地或者附近备用基地爱德华兹空军基地着陆探讨1：多大的速度才能使物体不再落回地面，而使其成为绕地球运动的一颗“星”呢？【提示】速度达到 7.9 km/s. 探讨 2：多大的速度才能使物体成为绕太阳运动的一颗“星”【提示】速度达到 11.2 km/s. 核心点击 1人造卫星人造卫星要进入飞行轨道必须有足够大的速度速度达到7.9 km/s可进入绕地球
6、飞行的轨道，成为人造地球卫星；速度达到11.2 km/s可成为太阳的“人造行星”2三级火箭名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3 (1) 一级火箭最终速度达不到发射人造卫星所需要的速度，发射卫星要用多级火箭(2) 三级火箭的工作过程(如图 3-3-1 所示 ) 火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火”，燃料燃尽后，第二级火箭开始工作，并自动脱掉第一级火箭的外壳，以此类推,火箭发射卫星示意图图 3-3-1由于各级火箭的连
7、接部位需大量附属设备，这些附属设备具有一定的质量，并且级数越多，连接部位的附属设备质量越大，并且所需的技术要求也相当精密，因此，火箭的级数并不是越多越好，一般用三级火箭1(2016广东实验中学期中) 若地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其实际绕行速率( ) A一定等于7.9 km/s B一定小于7.9 km/s C一定大于7.9 km/s D介于 7.9 11.2 km/s之间【解析】设地球的质量为M，卫星的质量为m，地球的半径为R，卫星的轨道半径为r，速率为v，地球的第一宇宙速度为v1，则有GMmr2mv2r，得vGMr，当rR时，vv1GMR7.9 103m/s. 而实际中卫星的轨道rR，则v
8、2rT，D错误【答案】AB 5. (多选 ) 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道 2 运动，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3. 轨道 1、2 相切于Q点，轨道 2、3相切于P点，如图 3-3-5 所示当卫星分别在1、2、3 轨道上正常运动时，以下说法正确的是( ) 图 3-3-5A卫星在轨道3 上的速率大于在轨道1 上的速率B卫星在轨道3 上的角速度小于在轨道1 上的角速度C卫星在轨道1 上经过Q点时的加速度大小大于它在轨道2 上经过Q点时的加速度大小D卫星在轨道2 上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3 上经过P点时的加速度大小【解析】由GMmr2m
9、v2r，得vGMr，因为r3r1，所以v3v1，A错误；由GMmr2mr2，得 GMr3，因为r3r1，所以 31，B 正确；卫星在轨道1 上经过Q点时的加速度为地球引力产生的，在轨道 2 上经过Q点时，也只有地球引力产生加速度，故两者大小应相等， C错误；同理，卫星在轨道2 上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3 上经过P点时的加速度大小，D正确【答案】BD 卫星变轨问题的分析技巧(1) 根据引力与需要的向心力的关系分析：当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由GMmr2mv2r，得vGMr，由此可见轨道半径r越大，线速度v越小名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
10、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 当由于某原因速度v突然改变时，若速度v减小，则Fmv2r，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆；若速度v增大，则Fmv2r，卫星将做离心运动，轨迹为椭圆，此时可用开普勒三定律分析其运动(2) 卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度相同名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -