2019-2020年高一物理 6.5《宇宙航行》學(xué)案.doc
《2019-2020年高一物理 6.5《宇宙航行》學(xué)案.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高一物理 6.5《宇宙航行》學(xué)案.doc(5頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高一物理 6.5《宇宙航行》學(xué)案 (一)知識(shí)回顧 1、計(jì)算天體質(zhì)量的方法: 2、解決天體問題的基本思路是什么? (認(rèn)真閱讀教材,回答下列問題) (二)新課教學(xué) 一、牛頓的設(shè)想 引導(dǎo)1:牛頓對(duì)人造衛(wèi)星原理是怎樣描繪的? 引導(dǎo)2:人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)原因是什么? 人造衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行時(shí),只受到地球?qū)λ娜f有引力作用,人造衛(wèi)星作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 由 提供。 引導(dǎo)3:人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度。 設(shè)地球質(zhì)量為M,衛(wèi)星質(zhì)量為m,軌道半徑為r,由于萬有引力提供向心力,則人造衛(wèi)星的運(yùn)行速度表達(dá)式: 引導(dǎo)4:角速度和周期與軌道半徑的關(guān)系呢? 二、宇宙速度 1、第一宇宙速度 ⑴推導(dǎo): 問題:牛頓實(shí)驗(yàn)中,炮彈至少要以多大的速度發(fā)射,才能在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?已知地球半徑為6370km。[ ⑵意義:第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近 的速度,所以也稱為環(huán)繞速度。 2、第二宇宙速度[ 大?。? 。 意義:使衛(wèi)星掙脫 的束縛,成為繞 運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度,也稱為逃逸速度。 (3)第三宇宙速度。 大?。? 。 意義:使衛(wèi)星掙脫 束縛的最小發(fā)射速度 練一練:實(shí)際應(yīng)用中衛(wèi)星在100~200km的高度飛行,與地球半徑6400km相比,完全可以說是在 “地面附近”飛行,可以用地球半徑R代表衛(wèi)星到地心的距離r即軌道半徑,此衛(wèi)星即為“近地 衛(wèi)星“。試用所學(xué)知識(shí)求解“近地衛(wèi)星”的環(huán)繞速度。(結(jié)果與第一宇宙速度進(jìn)行比較) 歸納1:第一宇宙速度的兩種推導(dǎo)。 例1、假設(shè)地球質(zhì)量不變,而地球半徑增大到原來的2倍,那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度為原來的( )倍 A B C D2 3、夢(mèng)想成真(認(rèn)真閱讀教材) 引導(dǎo):探索宇宙的奧秘,奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空,是人類自古以來的夢(mèng)想,那么夢(mèng)想成真了嗎?請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“夢(mèng)想成真”部分.了解相關(guān)內(nèi)容: (三)知識(shí)應(yīng)用與拓展 應(yīng)該熟記常識(shí): 地球公轉(zhuǎn)周期1年, 自轉(zhuǎn)周期1天=24小時(shí)=86400s, 地球表面半徑6.4x103km 表面重力加速度g=9.8 m/s2 月球公轉(zhuǎn)周期約27天. 一、人造衛(wèi)星 1、基本思路: A B C D 2、地球的衛(wèi)星的軌道平面 請(qǐng)大家看下面的幾條衛(wèi)星軌道,試判斷哪幾條是可能的, 哪幾條是不可能的。 結(jié)論:環(huán)繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面的圓心必須是中心天體的球心。 3、地球衛(wèi)星的線速度、角速度、周期及加速度的大小分別由哪些量決定? 結(jié)論: 1 2 3 4 例2、如圖所示,,試比較四顆衛(wèi)星的線速度、角速度、周期及加速度的大小關(guān)系。 結(jié)論:有上面公式即可,與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān),只與中心天體質(zhì)量M、軌道半徑r有關(guān)。 歸納2:人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(拓展到任何星體的衛(wèi)星) (1)由G得v=,所以R越大,v越?。? (2)由G=mω2R得ω=,所以R越大,ω越??; (3)由G=mR得T=,所以R越大,T越大; (4)總結(jié): ①當(dāng)衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),軌道半徑R越大,v越 ?。沪卦健 。籘越 ??;萬有引力越 ??;向心加速度越 . ②同一圓周軌道內(nèi)正常運(yùn)行的所有衛(wèi)星的速度、角速度、周期、向心加速度的大小均相等. ③這一模型在分析衛(wèi)星的軌道變換、衛(wèi)星回收等問題中很有用. 例3、有兩顆人造衛(wèi)星,都繞地球做勻速圓周運(yùn)行,已知它們的軌道半徑之比r1∶r2=4∶1,求這顆衛(wèi)星的: ⑴線速度之比; ⑵角速度之比; ⑶周期之比; ⑷向心加速度之比。 例4、環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的最小周期是多少? 二、同步衛(wèi)星 同步衛(wèi)星是一種非常重要的人造衛(wèi)星:同步衛(wèi)星又叫做通訊衛(wèi)星。顧名思義,就是用于通訊的衛(wèi) 星。同步衛(wèi)星的特點(diǎn)是與地球具有相同的角速度。那請(qǐng)同學(xué)們考慮考慮,同步衛(wèi)星有哪些特點(diǎn)? 歸納3: ① 同步衛(wèi)星一定在赤道平面。 ② 同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是確定的。 ③ 同步衛(wèi)星離地面的高度是確定的。 又因?yàn)椋? 拓展:三顆同步衛(wèi)星基本可以覆蓋全球。 例5、可發(fā)射一顆人造衛(wèi)星,使其圓軌道滿足下列條件( ) A、與地球表面上某一緯度線(非赤道)是共面的同心圓 B、與地球表面上某一經(jīng)度線是共面的同心圓 C、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的 D、與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的 例6、我國自行研制的“風(fēng)云一號(hào)”、“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星運(yùn)行的軌道是不同的。“一號(hào)”是極地 圓形軌道衛(wèi)星。其軌道平面與赤道平面垂直,周期是12h;“二號(hào)”是地球同步衛(wèi)星。兩顆衛(wèi)星相 比 號(hào)離地面較高;某時(shí)刻 號(hào)觀察范圍較大; 號(hào)運(yùn)行速度較大。若某天上午8點(diǎn)“風(fēng)云一號(hào)”正好通過某城市的上空,那么下一次它通過該城市上空的時(shí)刻將是 。 三、黑洞問題(認(rèn)真閱讀教材) 從理論上說,黑洞是星體演化的“最后”階段.這時(shí)星體由于本身的質(zhì)量相互吸引而塌縮成體積“無限 小”而密度“無限大”的奇態(tài),在這種狀態(tài)下星體只表現(xiàn)為非常強(qiáng)的引力場(chǎng).任何物質(zhì)一旦進(jìn)人黑 洞,就不可能再逃出去,就連光子也沒有逃出的希望.因而,外面就看不見這個(gè)奇特的星體,故稱黑洞. 由于黑洞的特殊性,所以在分析此類問題的時(shí)候,一定要抓住其“黑”的原因,即光子也逃不出它的引力約束,光子繞黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),它的軌道半徑就是黑洞的最大可能半徑。(逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞) 例7、“黑洞”是愛因斯坦的廣義相對(duì)論中預(yù)言的一種特殊天體,它的密度極大,對(duì)周圍的物質(zhì)(包括光子)有極強(qiáng)的吸引力,根據(jù)愛因斯坦理論,光子是有質(zhì)量的,光子到達(dá)黑洞表面時(shí)也將被吸入,恰能繞黑洞表面做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)天文觀測(cè),銀河系中心可能有一個(gè)黑洞,距該可能黑洞6.01012m遠(yuǎn)的星體正以2.0106m/s的速度繞它旋轉(zhuǎn),據(jù)此估算該可能黑洞的最大可能半徑R是多少(保留一位有效數(shù)字) ] 四.天體的瓦解問題 自轉(zhuǎn)速度過快,所需的向心力大于其中心的引力,中心的引力就不足以束縛天體的物質(zhì),于是天體就瓦解 例8、中子星是恒星演化過程中的一種可能結(jié)果,它的密度很大。現(xiàn)有一中子星,觀測(cè)到它的自轉(zhuǎn)周期為。問該中子星的最小密度是多少才能維持該星體的穩(wěn)定,不致因自轉(zhuǎn)而瓦解?(計(jì)算時(shí)星體可視為均勻球體。引力常量)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 宇宙航行 2019-2020年高一物理 6.5宇宙航行學(xué)案 2019 2020 年高 物理 6.5 宇宙 航行
鏈接地址:http://m.italysoccerbets.com/p-2571298.html