§5．宇宙航行 §6．经典力学的局限性——问题导读 （命制教师：张宇强）
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§5．宇宙航行 §6．经典力学的局限性——问题导读
使用时间： 月 日—— 月 日
姓名 班级
【学习目标】
1、知道人造地球卫星的运行原理，会运用万有引力定律和圆周运动公式分析解答有关卫星运
行的原因；
2、掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度；
3、简单了解航天发展史。
4、能用所学知识求解卫星基本问题。
【问题导读】认真阅读《课本》P44—P51 内容，并完成以下导读问题：
一、人造地球卫星
如图所示，当物体的 足够大 时，它将会围绕 旋转
而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的 。一般情况下可认为
人造地球卫星绕地球做 运动，向心力由地球对它的
提供，即 GMm
r2 = ，则卫星在轨道上运行的线速度 v=
二、三个宇宙速度的比较
数值 意义
第一宇
宙速度 km/s
(1)卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最
速度；
(2)使卫星绕地球做匀速圆周运动的最 地面发射速度
第二宇
宙速度 km/s 使卫星挣脱 引力束缚的最 地面发射速度
第三宇
宙速度 km/ s 使卫星挣脱 引力束缚的最 地 面发射速度
三、经典力学的成就和局限性
1、经典力学的成就
牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，包括天体力学的研究中，
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经受了实践的检验，取得了巨大的成就.
2、经典力学的局限性
（1）牛顿力学即经典力学，它只适用于 、 的物体，不适用于
和 的物体。
（2）狭义相对论阐述了物体以接近光速运动时遵从的规律，得出了一些不同于经典力学的结
论，如质量要随物体运动速度的增大而 。
（3）20 世纪 20 年代，建立了量子力学，它正确描述了 粒子的运动规律，并在现代
科学技术中发挥了重要作用.
（4）爱因斯坦的广义相对论说明在 的作用下，牛顿的引力理论将不再适用.
预习检测：
1．两颗卫星 A、B 的质量相等，距地面的高度分别为 HA、HB ，且 HAFN
D．载人飞船返回舱在返回地面过程中 FN >G>F
★15．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度．星球的第二宇
宙速度 v2 与第一宇宙速度 v1 的关系是 v2＝ 2 v1．已知某星球的半径为 r，它表面的
重力加速度为地球表面重力加速度 g 的1
6
，不计其他星球的影响．则该星球的第二
宇宙速度为 ( )
A． gr B． 1
6gr C． 1
3gr C． 1
3 gr
★16、假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的半径的 2 倍，那么从地球发射
人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的 倍。
★17、某人在一星球上以速率 v 竖直上抛一物体，经时间 t 物体以速率 v 落回手中，已知
该星球的半径为 R，求这个星球上的第一宇宙速度．
.
18、登月飞行器关闭发动机后在离月球表面 112km 的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期
是 120.5min。已知月球半径是 1740km，根据这些数据计算月球的平均密度。
（G=6.67×10-11N·m2/kg2）
第 5 节答案
课上基础训练
1．CD 2.C. 3.B4.B、D 5.A、D 6.根据万有引力产生重力以及重力提供星体做圆周运
§5．宇宙航行 §6．经典力学的局限性——课后拓展训练 （命制教师：张宇强）
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动的向心力求解。
【答案】：（1）由于万有引力产生重力，设金星和地球的半径、质量及星球表面的自
由落体的落体的加速度分别为 r1、m1、g1、r2、m2、g2。分别对金星和地球列两个方程：
Gmm1/
2
1r = mg1 ① Gmm2/
2
2r = mg2 ② ①÷②式
得：
2
2
1
1
2
1
2
2 g
r
r
m
mg
=8.9m/s2。
(2)重力提供星体做圆周运动的向心力。设星体的质量为 m，分别对金星和地球列两
个方程 mg1=m
2
1v /r1 mg2=m
2
2v /r2
由上两式得：
2
22
11
1
rg
rg
=7.3km/s
【拓展训练】
1.BC 2.ABC 3.D 4.C 5.BD 6.BCD 7.C8.D9.C
10. 2
2
倍 11 .
21
3
GT
322
33
RGT
hR
１2.（１）Ｃ （２）Ｄ １3.ＡＢＣＤ
14.AB 15.C ★16、
2
2 ★17、 18、3.26×103kg/m3
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