宇宙航行第六节经典力学的局限性

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1、第五节　宇宙航行第六节　经典力学的局限性课标定位学习目标：1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度．2．了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点．3．了解经典力学的发展历程和伟大成就，知道经典力学与相对论、量子力学的关系．重点难点：宇宙速度及人造卫星的有关问题．核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第五节　第六节课前自主学案课前自主学案一、宇宙速度1．第一宇宙速度(1)大小：____km/s(2)意义：①卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做________运动的最大速度．②使卫星绕地球做匀速

2、圆周运动的最小地面发射速度．7.9匀速圆周2．第二宇宙速度(1)大小：____km/s(2)意义：使卫星挣脱____引力束缚的最小地面发射速度．3．第三宇宙速度(1)大小：____km/s(2)意义：使卫星挣脱____引力束缚的最小地面发射速度．11.2地球16.7太阳二、同步卫星同步卫星就是相对于地球____的卫星，它只能处于____上空，它的运动周期是_____.三、经典力学的局限性1．牛顿力学即经典力学只适用于______________的物体，不适用于______________的物体．2．微观粒子的运动规律遵

3、守普朗克的____理论；高速运动的物体遵守爱因斯坦的__________；强相互作用和弱相互作用都遵守爱因斯坦的__________．静止赤道24h宏观、低速运动微观、高速运动量子狭义相对论广义相对论核心要点突破一、宇宙速度宇宙速度是在地球上满足不同要求的卫星发射速度，不能理解成卫星的运行速度．1．第一宇宙速度(环绕速度)指人造卫星近地环绕速度，它是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，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9km/s.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

4、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，其大小为v＝11.2km/s.3．第三宇宙速度(逃逸速度)在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为v＝16.7km/s.特别提醒：(1)第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是最小发射速度．(2)三个宇宙速度分别为三种不同情况下在地面附近的最小发射速度．(3)运行速度为人造卫星做匀速圆周运动的环绕速度，其不同于发射速度．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．美国“新地平线”号探测器，已于美

5、国东部时间2006年1月17日13时(北京时间18日1时)借助“宇宙神—5”重型火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空，开始长达9年的飞向冥王星的太空之旅．拥有3级发动机的“宇宙神—5”重型火箭将以每小时5.76万公里的惊人速度把“新地平线”号送离地球，这个冥王星探测器将成为人类有史以来发射的速度最高的飞行器，这一速度()A．大于第一宇宙速度B．大于第二宇宙速度C．大于第三宇宙速度D．小于并接近于第三宇宙速度解析：选ABD.此发射速度脱离了地球的束缚，但没有脱离太阳的束缚，故此速度介于第二宇宙速度和第三宇

6、宙速度之间．所以A、B、D正确．二、人造地球卫星1．人造卫星的轨道图6－5－1卫星绕地球做匀速圆周运动时由地球对它的万有引力充当向心力，地球对卫星的万有引力指向地心．而做匀速圆周运动的物体的向心力则时刻指向它做圆周运动的圆心．因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道．当然也应存在着与赤道平面成某一角度的圆轨道，只要圆心在地心，就可能是卫星绕地球运行的圆轨道．如图6－5－1.特别提醒：(1)在处理卫星的v、ω、T与半径r的关系问题时

7、，常用公式“gR2＝GM”来替换出地球的质量M，会使问题解决起来更方便．(2)由于卫星在轨道上运动时，它受到的万有引力全部提供了向心力，产生了向心加速度，因此卫星及卫星上任何物体都处于完全失重状态．即时应用(即时突破，小试牛刀)2.如图6－5－2所示的圆a、b、c，其圆心均在地球自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，圆b的平面与地球自转轴垂直．对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言()图6－5－2A．卫星的轨道可能为aB．卫星的轨道可能为bC．卫星的轨道可能为cD．同步卫星的轨道一定为平行于b的某一同心圆解析：选BCD.物体

8、做圆周运动时，物体所受的合外力方向一定要指向圆心．对于这些卫星而言，就要求所受的万有引力指向圆心，而卫星所受的万有引力都指向地心，所以A选项错误，B、C选项正确；对于同步卫星来说，由于相对地球表面静止，所以同步卫星应在赤道的正上空，因此D选项正确．三、地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，又叫通信