物理：6.5《宇宙航行》(人教版必修二)资料电子教案.ppt

《物理：6.5《宇宙航行》(人教版必修二)资料电子教案.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、物理：6.5《宇宙航行》(人教版必修二)资料人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，它需要的向心力是由谁提供的？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,卫星运动的速度为v，请你用学过的知识推导出卫星在轨道上运动速度v的表达式。若M地=5.98×1024kg,r＝R地=6.40×106m，并计算出运动速度的大小。探究【探究问题一】以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？思路一：由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以对于靠近地面的卫星，可以认为此时的r近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：意义：显然

2、要使所有人造地球卫星发射到地球上空不掉下来,发射的速度不能低于这个速度,不然会由于地球的引力大于所需的向心力而会使物体掉下来。这个速度是所有人造地球卫星的最小发射速度，又是近地卫星的环绕速度！(若已知地表重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km)思路二：重力提供物体作圆周运动的向心力一、宇宙速度(1)如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；(2)等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；(3)如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点．它是人造

3、卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．说明：1.第一宇宙速度v1=7.9km/s若发射的速度大于v=7.9km/s会出现什么情况呢?探究意义：以这个速度发射，物体刚好能克服地球的引力作用，永远的离开地球而绕太阳运动。也叫脱离速度。注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，成为人造行星。2.第二宇宙速度v2=11.2km/s意义：以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外，也叫逃逸速度。注意：发

4、射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。v3=16.7km/s3.第三宇宙速度二、人造卫星的发射速度和运行速度发射速度与运行速度是两个不同的概念．(1)发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道．(2)运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第

5、一宇宙速度.注意:卫星的实际环绕速度一定小于发射速度.①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度问题:如图卫星ａ与ｂ哪个的环绕速度大？发射它们时哪个的发射速度大？哪个周期大？卫星a的发射速度比b的大结论：卫星a的环绕速度比b的小卫星a的环绕周期比b的大探究问题:卫星环绕速度、周期Ｔ、角速度ω与轨道半径ｒ（ｒ＝Ｒ＋ｈ）间是何关系？1、线速率：2、角速度：3、周期：结论：ｒ越大，Ｖ越小、ω越小、Ｔ越大探究思考：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，向心力越（2）离地面越高，线速度越（3）离地面越高

6、，周期越（4）离地面越高，角速度越（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大？哪个需要的发射速度大？为什么？高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？注意：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度发射速度指被发射物体离开地面时的速度V1=7.9km/s（第一宇宙速度）最小发射速度最大运行速度人造卫星的r大,需要的v发射大；而v运行却小练习：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗？地球二、人造卫星1.轨道中心地心2.________提

7、供向心力万有引力3.R越大，T_____，V_____，ω_____，an_______越大越小越小越小F1F2F3赤道平面北南东西地球同步卫星三、地球同步卫星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？）地球同步卫星地球同步卫星的特点：“四个一定”（1）周期一定：T=24h（2）高度一定:在赤道上空处（3）速率一定：线速度v＝3.1km／s（4）轨道平面一定：与地球赤道平面共面。h=3.6×107mr

8、=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=