第六章萬有引力與航天5宇宙航行

1、第六章萬有引力與航天5宇宙航行Jl尋察設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)i會推導(dǎo)第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.2了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，知道近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點3培養(yǎng)學(xué)生探究問題的熱情，樂于學(xué)習(xí)的品質(zhì)自主探究1牛頓關(guān)于發(fā)射人造地球衛(wèi)星的構(gòu)想：地球?qū)χ車奈矬w有的作用，因而拋出的物體要但是拋出的初速度越大,物體就會飛得越當(dāng)速度足夠大時，物體就不會落回地面，將圍繞地球運轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運動的2物體在地面附近繞地球做的速度，叫做第一宇宙速度3在地面附近發(fā)射物體，當(dāng)物體的速度等于或大于km/s,它就會克服的引力，永遠(yuǎn)離開地球，成為太陽的人造行星，這時的發(fā)射速度叫做第二宇宙速度4在地面附近發(fā)射物體，當(dāng)物

2、體的速度等于或大于km/s，它就會掙脫的束縛，飛到太陽系以外，成為人造小恒星，這時的發(fā)射速度叫做第三宇宙速度5.1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星在發(fā)射成功，衛(wèi)星質(zhì)量83.6kg，衛(wèi)星繞地球運行周期為.1969年7月20日，人類成功登上月球.2003年10月15日，我國成功發(fā)射神舟五號載人飛船，把中國第一位航天員送入太空合作探究一、牛頓的猜想二、宇宙速度1第一宇宙速度推導(dǎo)：【想一想】有沒有其他方法推導(dǎo)地球的第一宇宙速度人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，則萬有引力提供向心力，即:F萬=卩向，公式為=ma=; a=，可見隨著軌道半徑增大，衛(wèi)星的向心加速度減小，向心力減??； 3=，隨著軌道半

3、徑的增大，衛(wèi)星的角速度; T=，隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星繞地球運行的周期，近地衛(wèi)星的周期約為84.6min，其他衛(wèi)星的周期都大于這個數(shù)值； v=，隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星線速度;近地衛(wèi)星：軌道半徑等于地球的半徑，它的運行速度是，也是衛(wèi)星的環(huán)繞速度2第二宇宙速度3第三宇宙速度三、夢想成真同步衛(wèi)星的特點課堂檢測1據(jù)媒體報道，嫦娥一號衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道若還知道引力常量和月球平均半徑，軌道高度，僅利用以上條件不能求出的是200km,運行周期127分鐘.(B.月球?qū)πl(wèi)星的吸引力D.衛(wèi)星繞月球運行的加速度A. 月球表面的重力加速度C.衛(wèi)星繞月球運行的速度600km的高空，使得人.假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌

4、道繞地球運行已知地3.6X107m這一事實可得到哈勃()2.1990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約類對宇宙中星體的觀測與研究有了極大的進展球半徑為6.4X106m,利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為望遠(yuǎn)鏡繞地球運行的周期以下數(shù)據(jù)中最接近其運行周期的是A. 0.6小時B.1.6小時C.4.0小時D.24小時3火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的一和-，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為()A. 0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g4嫦娥一號奔月”示意圖如圖所示，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對

5、月球的探測，下列說法正確的是()A. 發(fā)射為嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度B. 在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C. 衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的二次方成反比D. 在繞月軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力5. 現(xiàn)有兩顆繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星A和B，它們的軌道半徑分別為rA和b.如果rAV2=V4=33cl2=co4T1=t3a2=a41. ABD2.風(fēng)云二號風(fēng)云一號風(fēng)云一號當(dāng)天晚上8點自主探究1萬有引力落回地面遠(yuǎn)人造衛(wèi)星2勻速圓周3.11.2地球4.16.7太陽5.蘇聯(lián)96min楊利偉合作探究二、宇宙速度1. 第一宇宙速度推導(dǎo)：因為，所以v=7.9km/s

6、想一想：因為=mg,mg=，所以v=mw2r一一減小增大一減小最小的發(fā)射速度最大2. 第二宇宙速度：使物體掙脫地球引力的束縛，不再繞地球運行，從地面發(fā)射所需的最小速度叫作第二宇宙速度.當(dāng)物體的發(fā)射速度7.9km/sv11.2km/s時，物體繞地球運動.3. 第三宇宙速度：使物體掙脫太陽引力的束縛而飛離太陽系，從地面發(fā)射所需的最小速度叫作第三宇宙速度.16.7km/s.當(dāng)物體的發(fā)射速度11.2km/sv16.7km/s時，物體繞太陽運動.三、夢想成真同步衛(wèi)星的特點：1.同步衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致.2. 同步衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同.(T=24h)3. 同步衛(wèi)星的運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度.(3=wo)4.