2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册教案：第7章4.宇宙航行

（新教材）统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优
质说课稿
今天我说课的内容是新人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》。

第七章是力学，讲述万有引力与宇宙航行。

这一章我们将学习对人类智慧影响至为深远、在天体运动中起着决定性作用的万有引力定律，并了解它的发现历程和在人类开拓太空中的作用。

《宇宙航行》一节主要讲解宇宙航行的物理知识，是对前面所学知识的重要补充，是对运动和力的关系的进一步理解和完善。

本课教学承担着实现本单元教学目标的任务，为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、学情分析、教学方法、教学准备、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准
普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“2.2.5 会计算人造地球卫星的环绕速度。

知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。

例 5 了解牛顿力学对航天技术发展的重大贡献。

”
二、说教材分析
本课教材主要内容有三个方面：宇宙速度、人造地球卫星、载人航天与太空探索。

教材一开始以牛顿的设想引入，让学生思考人造地球卫星如何才能不落回地面；紧接着从运动和受力分析入手，用万有引力。

《宇宙航行》教学设计一、教材分析《宇宙航行》系新课程人教版必修2第七章第五节，重点讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度,并介绍了第二、第三宇宙速度。

人造卫星是万有引力定律在天文学上应用的一个实例，是人类征服自然的见证，体现了知识的力量，是学生学习了解现代科技知识的一个极好素材。

教材不但介绍了人造卫星中一些基本理论，更是在其中渗透了很多研究实际物理问题的物理方法。

因此，本节课是“万有引力定律与航天”中的重点内容，是学生进一步学习研究天体物理问题的理论基础。

另外，学生通过对人造卫星、宇宙速度的了解，也将潜移默化地产生对航天科学的热爱，增强民族自信心和自豪感。

二、学情分析学生在第五章已经学习了圆周运动的相关知识点，在第六章前面四节已经充分掌握了万有引力与行星间的引力，在此基础上进行本节课的教学，是知识点的实际应用，从学生的年龄特征来看，高一的学生对本节知识有一定的接受能力，学生能通过自己的思考得出相应的推断，固本节课应使用探究性教学，从易到难，让学生充分体验自主课堂的乐趣。

三、教学目标（一）知识与技能（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。

（二）过程与方法（1）培养学生科学探索能力；（2）培养学生在处理实际问题时，如何构建物理模型的能力；（3）学习科学的思维方法培养学生归纳、分析和推导及合理表达能力。

（三）情感态度与价值观介绍我国航天事业的发展现状，激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。

课时安排：一节课教具：投影仪、计算机四、设计理念学科教学活动以学生为主体，促进学生知识、能力、品德三维一体的全面发展，这是本课件设计的基本理念。

学生已学过平抛运动、匀速圆周运动、万有引力定律等基本理论，具备了解决问题的基本工具。

本节课的难点在于对人造卫星原理的理解，因此教学设计上采用理论探究法：在设计中突出发挥学生的主体作用，课堂中通过设疑→思考→启发→引导这样一条主线，激发鼓励学生的大胆思考、积极参与，让学生通过自己的分析研究来掌握获取相关的知识和方法。

2020-2021学年高中物理第七章4 宇宙航行教案新人教版必修2年级：姓名：第4节宇宙航行“宇宙航行”介绍了万有引力的实践性成就，万有引力理论使人类实现“飞天”梦想。

本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。

同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。

围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。

物理观念：理解卫星的运行速度、周期与半径的关系，建立起关于各种卫星的运行状况的正确图景科学思维：通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力科学探究：通过对卫星运动规律的研究，帮助学生建立起关于各种人造地球卫星运行状况的正确图景。

帮助学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯科学态度与责任：感知人类探索宇宙的梦想及巨大成就，激发学生学习物理的热情，促使学生树立献身科学的人生观和价值观。

1、教学重点：第一宇宙速度的推导2、教学难点：人造卫星运行速度与卫星发射速度的区别多媒体课件【新课导入】人类对太空存在着各种的幻想，比如古代的嫦娥奔月，明朝万户利用炮竹自制火箭。

随着科技的发展，我国的航天员也在太空中留下了中国人的足迹。

今有王亚平太空授课，而且中国至今发射了几十颗人造卫星。

前面我们了解并学习了万有引力定律的应用，这一节我们着重学习人类是如何应用万有引力定律实现自己探索宇宙的梦想的【新课内容】一、牛顿关于卫星的设想地面上抛出的物体,由于受到地球引力的作用,最终都要落回到地面。

1.月球也要受到地球引力的作用,为什么月亮不会落到地面上来?由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球引力,用来充当绕地球运转的向心力,故月球不会落到地面上来.牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来.而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星由此可见，人造地球卫星运行遵从的规律是：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的引力提供向心力。

（新教材）统编人教版高中物理必修二第七章第4节《宇宙航行》优质课教案（2课时）【教材分析】本课教材主要内容有三个方面：宇宙速度、人造地球卫星、载人航天与太空探索。

教材一开始以牛顿的设想引入，让学生思考人造地球卫星如何才能不落回地面；紧接着从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律讲解了宇宙速度理论知识；在此基础上，教材介绍了人类探索太空的活动：人造地球卫星、载人航天与太空探索。

教材安排有思考与讨论、科学漫步，以提高学生理解、探究分析解决问题的能力。

【教学目标】1.能从运动和受力分析入手，用万有引力定律和牛顿第二定律求解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。

2.了解人类运用万有引力理论的巨大成就。

【核心素养】1.物理观念：通过学习宇宙航行知识，能从物理学视角形成运动与相互作用认识和观念；能从物理学视角解释自然现象和解决实际问题。

2.科学思维：能从物理学视角认识宇宙航行；能基于经验事实建构物理模型，抽象概括；运用分析综合、推理论证等方法；能基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判，进行检验和修正，进而提出创造性见解的能力与品格。

3.科学探究：培养基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。

4.科学态度与责任：在认识宇宙航行知识，认识科学•技术•社会•环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度。

【教学重难点】（一）教学重点：用万有引力定律和牛顿第二定律求解第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度。

（二）教学难点：用万有引力定律和牛顿第二定律求解宇宙速度。

【学情分析】学生已经学习了曲线运动知识，对力学有了较多的认识。

但本节是学习万有引力定律的运用，学生首次接触，旨在要引导学生建立起运动的观点。

学生的理解能力有限，需要教师进一步耐心培养。

课时教案第 七 单元第5案课题： §7.4.2 宇宙航行2020 年物理观念：能正确描述和解释人造地球卫星的运行规律；总第 案 月日教学目标 科学思维：能运用物理模型，对卫星的发射原理进行分析和推理； 核心素养 科学探究：能依据卫星发射原理，制定合力探究路线，分析数据发现规律；科学态度与责任：卫星发射是人类宇宙奥秘探索的过程，增强民族自信心自豪感。

教学重点1. 同步卫星的特点 2. 多星系统、变轨问题3.教学难点1. 变轨原理 2. 向心力的来源3. 赤道物体、近地卫星、同步卫星的异同点高考考点课型新授教具教法教学过程教学环节复习引入：教师活动预设学生活动预设1．万有引力定律的内容，表达式 2．天体运动中，万有引力与向心力的关系。

3．第一宇宙速度和环绕速度的关系。

4．v、ω、T、a 与轨道半径 r 的关系。

本节课接着上节课内容继续学习同步卫星及其发射原理。

在练习本上写出关 系，教师投影，学 生纠正。

3．同步卫星 ⑴．定义：相对地面静止，与地球以相同的角速度转动的卫星。

也称静止卫星。

⑵．特征①运行方向与地球自转方向一致；教学环节教师活动预设学生活动预设②运行周期（角速度）与地球自转周期（角速度）相同，T=24h 学生在练习本上③轨道平面与赤道平面重合，卫星均在赤道正上方； ④高度固定不变（36000km，约为地球半径的 6 倍）； ⑤环绕线速度一定（3100m/s）。

求解高度和线速 度。

要会分析卫星 为什么一定在赤 道正上方。

（作图例 1.如图，A 是地球赤道上随地球自转的物体，其向心加速度 分析原因）大小为 a1，线速度大小为 v1，B 是绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，向心加速大小为 a2，第一宇宙速度为 v2；C 是地球同步卫星，其轨道半径为 r，向心加速度大小为 a3，线速度大小为 Nv3，已知地球半径为 R，下列说法正确的是（ ）A.a1 a2R2 r2C. v1 Rv2rB.a2 a3r2 R2D. v1 R v3 rO·B·解析：让学生理清三个位置的特征是解题的关键，特别是赤道上的物体和同步卫星的共同点；近地卫星和同步卫星的共同点，S由此得出赤道上物体和近地卫星的线速度关系和加速度关系。

2020-2021学年新教材物理人教版必修第二册教案：第7章4.宇宙航行含解析4．宇宙航行学习目标：1.[科学思维］了解人造地球卫星的最初构想，会推导第一宇宙速度。

2。

[科学思维］知道同步卫星和其他卫星的区别,会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题. 3.［科学思维］了解发射速度与环绕速度的区别与联系，理解天体运动中的能量观。

4.[科学态度与责任］了解宇宙航行的历程和进展,感受人类对客观世界不断探究的精神和情感.阅读本节教材，回答第59页“问题”并梳理必要知识点。

教材第59页“问题”提示：这个速度是7.9 km/s。

一、宇宙速度1．第一宇宙速度(1）物体绕地球速度推导：物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力,有G错误!＝m错误!，由此解出v＝错误!(m地为地球质量,r为物体做圆周运动的轨道半径）。

（2）数值：已知地球的质量,近似用地球半径R代替r，算出v＝错误!＝7。

9 km/s，这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。

第一宇宙速度的其他三种叫法：最小发射速度、最大环绕速度、近地绕行速度。

2．第二宇宙速度当飞行器的速度等于或大于11。

2 km/s时，它就会克服地球的引力,永远离开地球。

我们把11.2 km/s叫作第二宇宙速度.3．第三宇宙速度在地面附近发射飞行器,如果要使其挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16。

7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度。

图解三个宇宙速度1．同步卫星:地球同步卫星位于赤道上方高度约36 000 km处,因相对地面静止，也称静止卫星。

地球同步卫星与地球以相同的角速度转动，周期与地球自转周期相同。

2．1957年10月，苏联成功发射了世界上第一颗人造地球卫星。

1969年7月，美国“阿波罗11号"登上月球.2003年10月15日,我国“神舟五号”把航天员杨利伟送入太空。

4.宇宙航行知识结构导图核心素养目标物理观念：宇宙速度、近地卫星和同步卫星． 科学思维：由万有引力提供向心力得出卫星环绕规律． 科学探究：探究人造卫星运行规律．科学态度与责任：万有引力定律在卫星环绕问题中的应用，为我国的航天事业做出贡献知识点一 宇宙速度阅读教材第59～60页“宇宙速度”部分． 1．人造地球卫星的发射原理(1)牛顿的设想：在高山上水平抛出一个物体，当初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面，成为一颗绕地球转动的人造地球卫星．(2)原理：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Gm 地mr 2＝________，则卫星在轨道上运行的线速度v ＝ Gm 地r. 2．宇宙速度 (1)第一宇宙速度①定义：物体在地球附近绕地球做________运动的速度，叫作第一宇宙速度(first cosmic velocity)．②大小：________ km/s(2)第二宇宙速度当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球．我们把11.2 km/s叫作第二宇宙速度(second cosmic velocity)．(3)第三宇宙速度在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度(third cosmic velocity)．理解：牛顿的设想平抛物体水平初速度逐渐增大，物体的落地点将越来越远，若抛出物体的水平初速度足够大，它将绕地球运动并成为地球的一颗卫星．图解：知识点二人造地球卫星2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心成功发射了第45颗北斗导航卫星．该卫星属地球静止道卫星阅读教材第60～61页“人造地球卫星”部分．1．卫星的发射．(1)1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功．(2)1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功，开创了中国航天史的新纪元．(3)目前在轨有效运行的卫星有上千颗，其中的通信、导航、气象等卫星已极大地改变了人类的生活．2．同步卫星的特点地球同步卫星位于赤道上方高度约______处，因相对地面静止，也称________卫星．地球同步卫星与地球以__________的角速度转动，周期与地球自转周期________．知识点三载人航天与太空探索阅读教材第61～62页“载人航天与太空探索”部分．(1)1961年4月12日，苏联航天员加加林进入了________载人飞船．(2)1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕．(3)2003年10月15日9时，我国________宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空．(4)在载人航天方面，继神舟五号之后，截至2017年底，我国已经将________(14人次)航天员送入太空，包括两名女航天员．(5)2013年6月，神舟十号分别完成与________空间站的手动和自动交会对接．(6)2016年10月19日，神舟十一号完成与________空间站的自动交会对接．(7)2017年4月20日，我国又发射了货运飞船________，入轨后与天宫二号空间站进行自动、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验．【思考辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)发射人造地球卫星需要足够大的速度．( )(2)卫星绕地球运行不需要力的作用．( )(3)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大．( )(4)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.( )(5)在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s.( )(6)要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.( )要点一宇宙速度发射卫星，要有足够大的速度才行，请思考：(1)不同星球的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？(2)人造地球卫星离地面越高，其线速度越小，那么发射起来是不是越容易？1.第一宇宙速度(环绕速度)：人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，也是人造地球卫星的最小发射速度．2．第二宇宙速度(脱离速度)：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度11.2 km/s.3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之脱离太阳的引力作用，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度．4．在地面的发射速度7.9 km/s<v<11.2 km/s时，物体的运行轨迹不是圆，而是椭圆．点睛：宇宙速度均指发射速度，卫星的环绕速度一定小于其发射速度.题型一 对第一宇宙速度的理解【例1】 (多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是( ) A ．人造地球卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度7.9 km/s ≤v <11.2 km/s B ．美国发射的凤凰号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C ．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度D ．第一宇宙速度7.9 km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 题型二 第一宇宙速度的计算【例2】 若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )A ．16 km/sB ．32 km/sC ．4 km/sD ．2 km/s 点睛：第一宇宙速度的三种求解方法 ①若已知中心天体质量M ，则可通过v ＝GMR求解． ②若已知中心天体表面的重力加速度g ，则可由公式v ＝g R 求解． ③若已知该星球表面卫星的转动周期T ，则可由v ＝2πRT求解．练1 假设某绕月运行的探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面．已知月球的质量约为地球质量的181，月球的半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为( )A ．0.4 km/sB ．1.8 km/sC ．11 km/sD ．36 km/s 练2如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上以不同大小的速度v 水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远．如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球做圆周运动，成为人造地球卫星，则下列说法正确的是( )A ．落到A 点的物体做的是平抛运动B ．以v <7.9 km/s 的速度抛出的物体可能沿B 轨道运动C ．以7.9 km/s<v <11.2 km/s 的速度抛出的物体可能沿C 轨道运动D ．以11.2 km/s<v <16.7 km/s 的速度抛出的物体将沿C 轨道运动要点二 人造卫星的运行规律如图所示，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？(2)这些卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度等跟什么因素有关呢？1.人造卫星的运动规律(1)人造卫星的线速度、角速度、周期均与人造卫星的质量无关．(2)轨道半径越大，线速度越小，角速度越小，周期越长．常用规律表达式：①由GMmr2＝mv2r可得：v＝GMr，r越大，v越小．②由GMmr2＝mω2r可得：ω＝GMr3，r越大，ω越小．③由GMmr2＝m⎝⎛⎭⎪⎫2πT2r可得：T＝2πr3GM，r越大，T越大．④由GMmr2＝ma可得：a＝GMr2，r越大，a越小．点睛：当r增大时⎩⎪⎨⎪⎧v减小ω减小T增大a n减小高轨低速长周期2.同步卫星的特点特点理解定周期运行周期与地球自转周期相同，T＝24 h．定轨道平面所有地球同步卫星的轨道平面均在赤道平面内．定高度离地面高度约为3.6×104 km.定速率运行速率为3.1×103 m/s.定点每颗同步卫星都定点在世界卫星组织规定的位置上．定加速度由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此向心加速度大小不变.题型一人造卫星的运动规律【例3】北斗问天，国之夙愿．我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍．与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星( )A．周期大 B．线速度大C．角速度大 D．加速度大拓展：不同高度处人造地球卫星的环绕速度及周期如表所示：高度/km 环绕速度(km·s－1)周期0 7.9 84 min36 000 (同步道) 3.123小时56分380 000(月球道)0.97 27天题型二同步卫星【例4】下列关于同步卫星的说法正确的是( )A．同步卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率是确定的B．同步卫星的角速度是确定的，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大，且仍保持同步C．一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步卫星的周期短，所以这颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星的高D．同步卫星的速率比地球大气层附近的人造卫星的速率大练3 (多选)如图是地球的四颗不同的卫星，它们均做匀速圆周运动，以下说法正确的是( )A．四颗卫星的轨道平面必过地心B．近地卫星的周期可以大于24小时C．同步卫星可以和月亮一样高D．理论上极地卫星可以和同步卫星一样高练4 三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知R A<R B<R C.若在某一时刻，它们正好运行到地球同侧的同一条直线上，如图所示．那么再经过卫星A的四分之一周期的时间，卫星A、B、C的位置可能是下图中的( )拓展：卫星的轨道①赤道轨道：卫星轨道在赤道平面内，卫星始终处于赤道上方． ②极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星经过两极上空． ③其他轨道：卫星轨道和赤道平面成一定角度(不为90 °)．练5 在距地面不同高度的太空有许多飞行器．其中“天舟一号”距地面高度约为393 km ，哈勃望远镜距地面高度约为612 km ，“张衡一号”距地面高度约为500 km.若它们绕地球的运动均可视为圆周运动，则( )A ．“天舟一号”的加速度大于“张衡一号”的加速度B ．哈勃望远镜的线速度大于“张衡一号”的线速度C ．“天舟一号”的周期大于哈勃望远镜的周期D ．哈勃望远镜的角速度大于“张衡一号”的角速度点拨：本题重点考查卫星做圆周运动的相关问题，解题的关键是明确飞行器的动力学原理均为万有引力提供其做圆周运动的向心力，结合牛顿第二定律列式分析即可．思考与讨论 (教材P 60)有人说，第一宇宙速度也可用v ＝gR (式中g 为重力加速度，R 为地球半径)算出，你认为正确吗？提示：正确．环绕地球表面匀速圆周运动的人造卫星需要的向心力，由地球对卫星的万有引力提供，即G Mm R 2＝m v 2R ，则v ＝GMR① 在地面附近有G Mm R 2＝mg ，可得GM ＝gR 2，将其代入①式，有v ＝gR 2R＝gR .1．(多选)关于人造卫星，下列说法中正确的是( )A．人造卫星环绕地球运行的速度可能为5.0 km/sB．人造卫星环绕地球运行的速度可能为7.9 km/sC．人造卫星环绕地球运行的周期可能为80 minD．人造卫星环绕地球运行的周期可能为200 min2．关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )A．它处于平衡状态且具有一定的高度B．它的向心加速度等于9.8 m/s2C．它的周期是24 h，且轨道平面与赤道平面重合D．它绕行的速度大于7.9 km/s3．2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)．该卫星( )A．入轨后可以位于北京正上方B．入轨后的速度大于第一宇宙速度C．发射速度大于第二宇宙速度D．若发射到近地圆轨道所需能量较少4．“神舟十号”航天员王亚平在“天宫一号”进行了我国首次太空授课活动，在太空中王亚平演示了一些奇特的物理现象，如图所示是王亚平在太空舱中演示的悬浮的水滴．关于悬浮的水滴，下列说法正确的是( )A．环绕地球运行的线速度一定大于7.9 km/sB．水滴处于平衡状态C．水滴处于超重状态D．水滴处于失重状态5.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是( )A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c有在P点相撞的危险6．[新题型]情境：2019年3月10日0时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空，卫星进入预定轨道．“中星6C”卫星是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，离地面的高度大约为地球半径的6倍．问题：“中星6C”卫星的运行速度与第一宇宙速度之比大约为多少？温馨提示：请完成课时作业十一4．宇宙航行课前自主学习知识点一＝GM R2＝9.8 m/s 2，设同步卫星离地面的高度为h ，则a ′＝GM R ＋h2<9.8 m/s 2，故B 错误；它的周期是24 h ，且轨道平面与赤道平面重合，故C 正确；地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1 km/s ，小于7.9 km/s ，故D 错误．答案：C3．解析：本题考查了有关人造卫星、宇宙航行的知识以及万有引力定律在航天中的应用，体现了对考生综合分析能力和科学推理能力的考查．因地球静止轨道卫星(同步卫星)的运行轨道在地球赤道正上方，故该北斗导航卫星入轨后不能位于北京正上方，选项A 错误；第一宇宙速度在数值上等于地球近地卫星的线速度，由万有引力提供向心力GMm r 2＝mv 2r ，可得v ＝GMr，同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，则同步卫星入轨后的速度小于第一宇宙速度，故选项B 错误；地球卫星的发射速度应大于等于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，选项C 错误；近地卫星的高度小，发射时所需的能量较少，故选项D 正确．答案：D4．解析：7.9 km/s 是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以“神舟十号”飞船的线速度要小于7.9 km/s ，故A 错误；水滴随飞船绕地球做匀速圆周运动，水滴的万有引力完全用来提供向心力，所以水滴处于完全失重状态，故B 、C 错误，D 正确．答案：D5．解析：由G Mm r 2＝m v 2r ＝mr ω2＝mr 4π2T2＝ma ，可知B 、C 错误，A 正确，a 、c 的周期相等，故永远不相撞，D 错误．答案：A6．解析：设地球的半径为R ，则“中星6C ”卫星的轨道半径为7R .设地球的第一宇宙速度为v 1，则有：G Mm R 2＝m v 21R①设“中星6C ”卫星的运行速度为v 2，则有：G Mm7R 2＝m v 227R② 解①②得：v 2:v 1＝1:7. 答案：1:7。