高中物理-宇宙航行教學課件設計

第5節(jié)宇宙航行

中國人的“飛天夢想”學習目標：1.知道三個宇宙速度的含義，并會推導第一宇宙速度.2.理解人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系.3.了解人造衛(wèi)星的相關知識，了解人類探索宇宙的成就，感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感.英國科學家牛頓(1643-1727)

在1687年出版的《自然哲學的數(shù)學原理》中，牛頓設想拋出速度很大時，物體就不會落回地面。一、牛頓的設想探究1：在牛頓的設想中，物體至少要以多大的速度發(fā)射，才能在地面附近繞地球做勻速圓周運動？方法一、方法二、PV=7.9km/s7.9km/s<V<11.2km/sV>11.2km/S

若衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s

，會怎樣呢？離開地球再也不回來二、宇宙速度第一宇宙速度（v=7.9km/s）：物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度。人造衛(wèi)星地球

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/s飛行器克服地球的引力，離開地球束縛的發(fā)射速度，又稱為逃逸速度。飛出地球去——脫離速度人造行星11.2km/s>v>7.9km/s第二宇宙速度（v=11.2km/s）飛出太陽系——逃逸速度

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s在地面附近發(fā)射一個物體，使它掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外，必須達到的最小發(fā)射速度，又稱為脫離速度第三宇宙速度（v=16.7km/s）概念辨析：發(fā)射速度與環(huán)繞速度1、發(fā)射速度：是指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時的速度。①宇宙速度均指發(fā)射速度②第一宇宙速度為在地面發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。2、環(huán)繞速度：是指衛(wèi)星進入軌道后繞地球做勻速圓周運動的速度。A星球的第一宇宙速度為9km/s，已知B星球的質量是A星球質量的1/81，A星球半徑是B星球半徑的4倍，則B星球的第一宇宙速度為多少？練習：地球三、衛(wèi)星的運行________提供向心力萬有引力FV

設地球和衛(wèi)星的質量分別為M和m,衛(wèi)星到地心的距離為r,求衛(wèi)星運動的線速度v、角速度ω、周期T?３．人造衛(wèi)星運動參量的關系探究2、故r越大，V_____，ω_____，T_____越小越小越大即衛(wèi)星離中心天體越遠，衛(wèi)星運行的越慢。思考：第一宇宙速度是衛(wèi)星運行的最大速度還是最小速度？歸納：第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，也是最大運行速度。四、地球同步衛(wèi)星

問題：你能否形象的描述它的軌道？軌道與赤道重合衛(wèi)星位于赤道的正上方的某一高度地球同步衛(wèi)星特點：1.周期T=_______24h2.軌道平面___________赤道平面4.r、v、ω、T、an_______________3.h=_________36000km“全部固定”（如何求？）

∴

又∵∴

∴

例3.同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星（

）A.它可以在地面上任一點的正上方，且離地心距離可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點的正上方，但離地心距離是一定的

C.它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的

D課堂小結⒈宇宙速度

第一宇宙速度：v＝7.9km／s是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，是衛(wèi)星繞地球運行的最大環(huán)繞速度。

第二宇宙速度：v＝11.2km／s，是衛(wèi)星掙脫地球束縛的最小發(fā)射速度。

第三宇宙速度:v＝16.7km／s，是掙脫太陽束縛的最小發(fā)射速度。課堂小結2、衛(wèi)星運行時，

r越大，T越大，V越小，ω越小。即衛(wèi)星離中心天體越遠，衛(wèi)星運行的越慢。3、同步衛(wèi)星1、若人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，則離地面越遠的衛(wèi)星（）A．所受的萬有引力越小B．運行的角速度越大C．運行的線速度越小D．運行的周期越小學以致用，鞏固提高AC2、人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，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之間B3、某行星質量為地球質量的1/3，半徑為地球半徑的3倍，則此行星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的（）A．9倍B．1/3C．3倍D．1/9B4.兩顆人造地球衛(wèi)星質量之比m1∶m2=1∶2,軌道半徑之比r1∶r2=3∶1，下列有關數(shù)據(jù)之比正確的是