总课题 第六章 万有引力与航天
课题 5.宇宙航行 课型 新授课
高
考
要
求
1.第一宇宙速度为Ⅱ类要求，即要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙
述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用，与课程标准中
“理解”和“应用”相当。
2.第二和第三宇宙速度为Ⅰ类要求，即要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和
直接使用，与课程标准中“了解”和“认识”相当。
学
习
目
标
知识与技能
1、了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。
2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
过程与方法
通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度，培养运用知识解决问题的能力。
情感态度与价值观
1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发爱国热情。
2、感知人类探索宇宙的梦想，树立献身科学的人生价值观。
重点 掌握第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应用领域。
难点
1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。
教 学 过 程
一、复习人造卫星的运行规律
（1）由 得：a =
（2）由 得：v =
（3）由 得：ω=
（4）由 得：T=
二、宇宙速度
1.牛顿对卫星的设想
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
2.三个宇宙速度
A、第一宇宙速度
大小：
意义：第一宇宙速度是人造地球卫星的最 发射速度，也是是人造地球卫星
的最 运行速度。
B、 第二宇宙速度:
在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会克服 的
引力，永远离开地球，这时的发射速度就叫做第二宇宙速度。
C、 第三宇宙速度:
在地面附近发射物体，当物体的速度等于或大于 km/s，它就会挣脱 的
束缚，飞到太阳系以外，成为人造小恒星，这时的发射速度就叫做第三宇宙速度。
三、梦想成真：
1957 年 10 月 4 日，世界上第一颗人造地球卫星在 发射成功。1962 年 4 月
12 日，苏联人 成为第一个乘载人飞船进入太空的人。1969 年 7 月 20 日，
你能总结
运行快慢
与轨道半
径的关系
吗
你能准确
区分发射
速度和运
行速度吗
成功登上月球。2003 年 10 月 15 日，我国成功发射神航五号载人飞船，把中国第一位
航天员 送入太空。
合作探究:第一宇宙速度推导
物体在地表附近水平抛出，恰好不再落回地面的速度是多少？
提示：小球会做什么运动？
研究这种运动需要选用什么方程？
推导出该速度需要知道哪些物理量？
参考数据：地球的质量 M=6.0×1024kg，半径 R=6400km，引力常量 G=6.67×
10-11N·m2/kg2 ，地球表面重力加速度 g=9.8m/s2，
例题分析
1、已知月球质量约为地球质量的 1/81，月球的半径约为地球半径的 1/4，地球上的第
一宇宙速度为 7.9km/s,则月球上的第一宇宙速度约为（ ）
A．1.0km/s B．1.7km/s, C．2.0km/s, D. 1.5km/s,
2、地球的”千里眼”哈勃望远镜于 1990 年 4 月发射，近圆轨道高度距离地面约为 593km，
周期约为 96 分钟，则它的发射速度大小是（ ）
运行速度呢（ ）
注意：每
个天体都
有”属于
自己的”
宇宙速度
A、等于 7.9km/s B、介于 7.9km/s 和 11.2km/s 之间
C、小于 7.9km/s D、介于 7.9km/s 和 16.7km/s 之间
3、（12 山东）关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ )
A.它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度
B.它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度
C.它是能使卫星绕地球运行的最小发射速度
D.任何绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其运行速度都等于第一宇宙速度
【课后作业】
一、牛刀小试
1．人造地球卫星的轨道半径越大，则（ ）
A.速度越小，周期越小 B.速度越小，周期越大
C.速度越大，周期越小 D.速度越大，周期越大
2、设第一、第二、第三宇宙速度分别是 v1、v2、v3，则 ( )
A．v1＝7．9 km／s，7．9 km／s＜v2≤11．2km／s，11．2km／ｓ＜v3≤16．7km／s
B．7．9 km／s≤v1＜11．2km／s，v2＝11．2 km／s，11．2km／ｓ＜v3≤16．7km／s
C． 7．9 km／s≤v1＜11．2km／s，11．2km／ｓ≤v2＜16．7km／s v3＝16．7 km／s，
D．v1＝7．9 km／s， v2＝11．2km／s，1v3＝16．7km／s
3．有两颗质量相同的人造卫星 A、B，其轨道半径分别为 RA、RB，RA∶RB＝1∶4，
那么下列判断中正确的有 ( )
掌握两种
推导方法
了吗
A．它们的运行周期之比 TA∶TB＝1∶4
B．它们的运行线速度之比 vA∶vB＝4∶1
C．它们所受的向心力之比 FA∶FB ＝4∶1
D．它们的运行角速度之比ωA∶ωB＝8∶1
4．关于人造卫星，下列说法中不可能的是( )
A．人造卫星环绕地球运行的速率是 7．9km／s
B．人造卫星环绕地球运行的速率是 5．0km／s
C．人造卫星环绕地球运行的周期是 80min
D．人造卫星环绕地球运行的周期是 200min
二、能力提升
1．人造地球卫星的质量为 m，环绕地球的线速度为 v，角速度为ω，轨道半径为 R，
地球的质量为 M．当人造地球卫星的轨道半径为 2R 时，下列说法中正确的是 ( )
A．根据 RGMv / ，卫星的线速度减小为 v／2
B．根据 gRv ，卫星的线速度增大为 v2
C．根据 Rv / ，卫星的角速度减小到ω／2
D．根据 2/ RGMmF ，卫星的向心力减小到原来的 1／4
2．已知地球质量约为月球质量的 81 倍，地球半径约为月球半径的 4 倍，在地球上发
射近地卫星的环绕速度为 7．9 km／s，周期为 84 min．那么在月球上发射—颗近月卫
星的环绕速度多大?它的周期多大?
三、链接高考
1（13 广东 ）关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是（ ）
A．第一宇宙速度是最小发射速度 B．第一宇宙速度是最大的发射速度
C．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D．第一宇宙速度跟地球的半径无关
2（12 北京）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期
B. 沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
C. 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同
D. 沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合
3（11 山东）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲
的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道，以下判断正确的是（ ）
A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度
C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方
我的总结：
[ ]
我的总结：
微信/支付宝扫码支付