高中物理-宇宙航行教学课件设计

第5节宇宙航行

中国人的“飞天梦想”学习目标：1.知道三个宇宙速度的含义，并会推导第一宇宙速度.2.理解人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.3.了解人造卫星的相关知识，了解人类探索宇宙的成就，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感.英国科学家牛顿(1643-1727)

在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想抛出速度很大时，物体就不会落回地面。一、牛顿的设想探究1：在牛顿的设想中，物体至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？方法一、方法二、PV=7.9km/s7.9km/s<V<11.2km/sV>11.2km/S

若卫星的发射速度大于7.9km/s

，会怎样呢？离开地球再也不回来二、宇宙速度第一宇宙速度（v=7.9km/s）：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。人造卫星地球

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/s飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的发射速度，又称为逃逸速度。飞出地球去——脱离速度人造行星11.2km/s>v>7.9km/s第二宇宙速度（v=11.2km/s）飞出太阳系——逃逸速度

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的最小发射速度，又称为脱离速度第三宇宙速度（v=16.7km/s）概念辨析：发射速度与环绕速度1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小发射速度。2、环绕速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。A星球的第一宇宙速度为9km/s，已知B星球的质量是A星球质量的1/81，A星球半径是B星球半径的4倍，则B星球的第一宇宙速度为多少？练习：地球三、卫星的运行________提供向心力万有引力FV

设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的距离为r,求卫星运动的线速度v、角速度ω、周期T?３．人造卫星运动参量的关系探究2、故r越大，V_____，ω_____，T_____越小越小越大即卫星离中心天体越远，卫星运行的越慢。思考：第一宇宙速度是卫星运行的最大速度还是最小速度？归纳：第一宇宙速度是最小发射速度，也是最大运行速度。四、地球同步卫星

问题：你能否形象的描述它的轨道？轨道与赤道重合卫星位于赤道的正上方的某一高度地球同步卫星特点：1.周期T=_______24h2.轨道平面___________赤道平面4.r、v、ω、T、an_______________3.h=_________36000km“全部固定”（如何求？）

∴

又∵∴

∴

例3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（

）A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心距离可按需要选择不同的值B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心距离是一定的

C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的

D课堂小结⒈宇宙速度

第一宇宙速度：v＝7.9km／s是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大环绕速度。

第二宇宙速度：v＝11.2km／s，是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度。

第三宇宙速度:v＝16.7km／s，是挣脱太阳束缚的最小发射速度。课堂小结2、卫星运行时，

r越大，T越大，V越小，ω越小。即卫星离中心天体越远，卫星运行的越慢。3、同步卫星1、若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越远的卫星（）A．所受的万有引力越小B．运行的角速度越大C．运行的线速度越小D．运行的周期越小学以致用，巩固提高AC2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（

）

A．一定等于7.9

km/s

B．等于或小于7.9

km/s

C．一定大于7.9

km/s

D．介于7.9～11.2

km/s之间B3、某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的（）A．9倍B．1/3C．3倍D．1/9B4.两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比r1∶r2=3∶1，下列有关数据之比正确的是