高一物理必修2宇宙航行.ppt

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1、第五节宇宙航行引力远人造卫星平抛一、人造卫星的最初构想地球对周围的物体有的作用，因而抛出的物体做运动，但抛出的初速度越大，物体就会飞得越，当速度足够大时，物体就永远不会落在地面上，将围绕地球运转，成为一颗绕地球运动的。【想一想】①为什么当物体的速度足够大时，不会再落到地面上？解析：此时地球对物体的万有引力完全用来提供向心力。②人造地球卫星绕地球运行时的最小轨道半径是多少？最小轨道半径就是在地球表面运行时的地球半径：解析：二、第一宇宙速度最小1、定义：物体在____附近绕地球做________运动所必须具有的速度叫第一宇宙速度。【知识拓展】第一宇宙速度是卫星在地面发射的速度。2、表达式____

2、___________。3、大小__________。【生活体验】我们平时向高处抛物体时，抛得越高感觉会怎样？地面匀速圆周运行速度：发射速度：【概念辨析】：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。指被发射物体离开地面时的初速度。【思维拓展】前面对第一宇宙速度的推导方法，也可以应用到其他星球上去。解析：因为该探月卫星贴近月球表面运行，即：又因为：所以：B第一宇宙速度。所以该探月卫星绕月运行的速度就是月球表面的【典型例题】半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为绕月运行的速度约为（）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（2006全国Ⅰ）我国发射的一颗绕月运行的探月卫星“

3、嫦娥1号”设该卫星的，月球的，则该探月卫星【知识引申】若在地面上发射卫星的速度大于第一宇宙速度，卫星还能不能在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动？若不能，卫星应该做何种运动？解析：假设卫星还能在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，因为：其在地面上发射卫星的速度大于第一宇宙速度，所以：此时的万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，不能再在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动。太阳引力三、第二宇宙速度1、定义：物体刚好克服______的吸引，而需要的_____地面发射速度。2、大小：_________。地球最小四、第三宇宙速度1、定义：物体刚好挣脱________的束缚，而需要的____地面发射速度

4、最小2、大小：____________。【思维突破】综上可知：三种宇宙速度均是_____的地面发射速度。最小三、人造卫星的运动规律【合作探究】到目前为止，人类已向太空发射了数千颗卫星，但他们运行的快慢并不相同，请探究一下卫星运行的快慢与哪些因素有关？并推导出相应物理量的表达式。【思维点拨】设地球的质量为，人造卫星的质量为，轨道半径为，且不同轨道上的卫星绕地球的运动都看成是匀速圆周运动。=，线速度=______，角速度向心加速度=_______。周期=，【知识拓展】①卫星离地面越高，其线速度越_______。②设地球半径为，则卫星最大运行速度的表达式为_________，因此前面讲的第一宇宙速

5、度又是人造卫星绕地球运动的_____运行速度。小最大有万有引力提供向心力得：所以：【合作探究】解析：因为人造卫星的最大速度为：最小半径为：周期代入数据得最短周期约为：即：不能发射。的人造卫星？我们能否发射一颗周期为人造卫星绕地球运行时的最短周期为多少？梦想成真：1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星2003年10月15日，神州五号载人宇宙飞船发射升空2005年10月12日,神州六号载人宇宙飞船发射升空2008年9月25日,神州七号载人宇宙飞船发射升空课堂小结：三个宇宙速度V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=

6、16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s课下问题与探究：1.收集资料，认识地球同步卫星的发射、变轨和应用。2.查阅资料，了解黑洞理论。谢谢大家再见