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文檔簡介
知識回顧兩條根本思路1、萬有引力等于重力2、萬有引力提供向心力中國人的飛天夢外國人的“飛天”夢一、宇宙速度平拋運動演示讓物體做平拋運動初速度逐漸增大問題情境思考討論一:地面上的物體,怎樣才能成為人造衛(wèi)星呢?通過觀看動畫答復(fù)以下問題:1、平拋物體速度逐漸增大,物體的落地點怎樣變化?2、在速度足夠大的情況下,運動通過的地面還是水平的嗎?3、假設(shè)拋出物體的水平初速度足夠大,物體將會怎樣?試大膽猜測。
越來越遠物體不再落回地面,而成為一顆繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。不是
從高山上水平拋出物體,速度越大,落地點離山腳越遠。如果沒有空氣阻力,當速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上來,它將圍繞地球旋轉(zhuǎn),成為一顆永遠繞地球運動的人造衛(wèi)星。牛頓關(guān)于衛(wèi)星的設(shè)想由此可見:V=7.9km/s,這就是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具備的最小發(fā)射速度,稱為:第一宇宙速度
思考:第一宇宙速度該如何得出呢?方案一:假設(shè):地球的質(zhì)量M=5.98×1024kg,半徑R=6400km,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2探究:物體在地球外表附近做勻速圓周運動的線速度及周期方案二:假設(shè):地球外表重力加速度g=9.8m/s2,地球的半徑R=6400km.探究:物體在地球外表附近做勻速圓周運動的線速度及周期探究一:物體在地球外表附近做勻速圓周運動的線速度和周期分組探究方案一:假設(shè):地球的質(zhì)量為半徑R=6400km,引力常量
探究:物體在地球外表附近運行的線速度及周期建立模型方案二假設(shè):地球外表的重力加速度g=地球的半徑R=6400km
探究:物體在地球外表附近做勻速圓周運動的線速度及周期解:第二宇宙速度:物體克服地球引力,永遠脫離地球的速度.
第三宇宙速度:物體掙脫太陽引力,飛出太陽系的速度.〔逃逸速度〕11.2km/s>V>7.9km/sV=16.7km/sV=11.2km/sV=7.9km/s繞地球運動的軌跡就不再是圓,而是橢圓,發(fā)射速度越大,橢圓軌道越“扁”。
第一宇宙速度:物體在地表附近繞地球做勻速圓周運動的速度.〔不同天體有各自的第一宇宙速度。如果衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度,衛(wèi)星將落回地面?!抽喿x教材并答復(fù):三種宇宙速度〔發(fā)射速度〕二、人造地球衛(wèi)星運動規(guī)律探究二:將各種衛(wèi)星繞地球運動都近似看成勻速圓周運動,你能推出衛(wèi)星環(huán)繞速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系嗎?1234人造衛(wèi)星的運動規(guī)律1.衛(wèi)星繞地球的運動和受力特點
衛(wèi)星繞地球做圓周運動,地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力。F引=F向
2.衛(wèi)星的動力學方程(r-V-ω-T的關(guān)系)地球VTωrRrMmr越大〔高〕,v越小r越大,越小r越大,T越大r越大,an越小思考:第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大速度還是最小速度?r最小,是最大環(huán)繞速度。向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時,需要的初速度大,因為火箭克服地球?qū)πl(wèi)星的引力而做更多的功,對火箭的要求更高一些,所以比較困難。思考討論三:將衛(wèi)星送入低軌道和高軌道所需的速度哪一個更大?哪一個更容易?為什么?如下圖,A、B、C、D四條軌道中不能作為衛(wèi)星軌道的是哪一條?ABCD思考討論四:人造地球衛(wèi)星的運行軌道
人造地球衛(wèi)星F1F2F3赤道平面北南東西軌道中心
地心________提供向心力萬有引力所有衛(wèi)星都在以地心為圓心的圓〔或橢圓〕軌道上三類人造地球衛(wèi)星軌道:①赤道軌道,衛(wèi)星軌道在赤道平面,衛(wèi)星始終處于赤道上方②極地軌道,衛(wèi)星軌道平面與赤道平面垂直,衛(wèi)星通過兩極上空③一般軌道,衛(wèi)星軌道和赤道成一定角度。人造地球衛(wèi)星的運行軌道
1.所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星,它在軌道上跟著地球自轉(zhuǎn),同步地做勻速圓周運動,它的周期:T=24h。2.所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個確定軌道上,即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合,衛(wèi)星離地面高度為定值。3.地球同步衛(wèi)星的特點:“四個一定”〔1〕周期一定:T=24h〔2〕高度一定:在赤道上空h=36000km〔3〕速率、角速度一定、向心加速度大小〔4〕軌道平面一定:與地球赤道平面共面3顆同步衛(wèi)星可實現(xiàn)全球覆蓋1.同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實現(xiàn)全球通訊,只需三顆同步衛(wèi)星即可2.為了同步衛(wèi)星之間不互相干擾,大約3°左右才能放置1顆,這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆??梢?,空間位置也是一種資源。三、夢想成真阿波羅登月神州五號神州七號嫦娥一號太空站美國“鳳凰”號火星探測器2007年8月4日發(fā)射升空,2008年5月25日在火星著陸?!翱ㄎ髂帷碧柾列翘綔y器1997年10月15日發(fā)射升空,2004年1日飛抵土星?!跋闰?qū)者”10號太空探測器1972年3月2日發(fā)射升空,1986年6月飛出太陽系。1957年10月4日,世界上第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功1961年4月12日,蘇聯(lián)空軍少校加加林進入了東方一號載人飛船,火箭點火起飛繞地球飛行一圈,歷時108min,然后重返大氣層,平安降落在地面上,鑄就了人類進入太空的豐碑。1969年7月16日9時32分,阿波羅11號成功登臨月球,載人航天技術(shù)迅速開展。1992年,中國載人航天工程正式啟動。2003年10月15日9時,我國神舟五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,把中國第一位航天員楊利偉送入太空。2005年的神舟六號,2008年的神舟七號以及后來的神舟八號、神舟九號、嫦娥一號、二號的成功發(fā)射無一不說明了我國航天科技的開展之迅速。作業(yè):1.P48問題與練習1、2、3.2.課外探究活動
閱讀材料,了解衛(wèi)星根本知識,培養(yǎng)對我國航天事業(yè)的熱愛并建立起投身祖國航天事業(yè)
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