人教版高中物理必修2 5.宇宙航行 名師獲獎

5.宇宙航行學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過探究人造地球衛(wèi)星的發(fā)射過程，學(xué)會推導(dǎo)第一宇宙速度，并能說出三個宇宙速度的含義。2．通過探究人造地球衛(wèi)星的運動情況，能總結(jié)出人造地球衛(wèi)星的運動規(guī)律。3．通過介紹我國在衛(wèi)星發(fā)射方面的情況，激發(fā)愛國熱情。感知人類探索宇宙的夢想，樹立獻身科學(xué)的人生觀。1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林乘坐東方一號載人飛船進入太空，實現(xiàn)了人類進入太空的夢想。1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球。一、人類航天史1970年4月24日我國第一顆人造衛(wèi)星升空我國的航天成就2007年10月24日嫦娥一號月球探測器發(fā)射成功2012年6月16日神州九號發(fā)射成功景海鵬劉洋劉旺2013年6月11日神州十號發(fā)射成功聶海勝王亞平張曉光劉洋中國航天嫦娥奔月探索宇宙的奧秘，奔向遙遠的太空。自古以來就是人類的夢想，地面上的物體，怎樣才能飛向太空，成為人造地球衛(wèi)星呢？300多前，牛頓提出設(shè)想二宇宙速度：設(shè)地球質(zhì)量為m′，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運行，質(zhì)量為m，軌道半徑為r。那么，在該軌道上做勻速圓周運動的衛(wèi)星的速度v如何推算？從上式可以看出:,衛(wèi)星離地心越遠，它運行的速度越慢。對于靠近地面的衛(wèi)星，可以認為此時的r近似等于地球半徑R，把r用地球半徑R代入，可以求出：這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的最小發(fā)射速度，叫做第一宇宙速度。近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？h=100km，R=6370km第一宇宙速度的另外一種求法:由mg=mv2/RgRV1=1、第一宇宙速度：v=7.9km/s(地面附近、勻速圓周運動）

V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/sV2=11.2km/s2、第二宇宙速度：當(dāng)物體的速度大于或等于11.2km/s時，衛(wèi)星就會脫離地球的吸引，不在繞地球運行。我們把這個速度叫第二宇宙速度。達到第二宇宙速度的還受到太陽的引力。V3=16.7km/s3、第三宇宙速度：如果物體的速度等于或大于16.7km/s，物體就擺脫了太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。這個速度叫第三宇宙速度。牛頓動畫演示的設(shè)想過程三人造衛(wèi)星的運動規(guī)律：線速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系？(1)由Ｇ

得:ｖ＝．可見：V、W、T與r為一一對應(yīng)關(guān)系(2)由Ｇ＝ｍω２ｒ得：ω＝Mmr2(3)由G＝Mmr2mr4π2T2r3GMT=2π思考：什么是同步衛(wèi)星？地球同步衛(wèi)星達標(biāo)檢測：試求赤道上空同步衛(wèi)星離地面的高度h和線速度v各是多少？已知地球質(zhì)量M=6.0×1024kg，地球的赤道半徑R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2，地球自轉(zhuǎn)周期T=24h。rhR解：同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力為地球?qū)λ囊Γ瑒tMmr2G=mr4π2T2GMT24π23r==4.23×107m達標(biāo)檢測：試求赤道上空同步衛(wèi)星離地面的高度h和線速度v各是多少？已知地球質(zhì)量M=6.0×1024kg，地球的赤道半徑R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2，地球自轉(zhuǎn)周期T=24h。rhR衛(wèi)星離地面的高度為:h=r-R=4.23×107-6.4×106m=3.59×107m=36000km同步衛(wèi)星的線速度為:V=2πr/T=3.08×103m/s=3km/s同步衛(wèi)星的特點1.定周期:運行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期(24h)2.定軌道平面:運行平面在赤道平面內(nèi)3.定高度:離地高度一定h=36000km4.定速度:運行速度一定(3km/s)5.定點:在赤道上方相對地面靜止思考：至少幾顆同步衛(wèi)星，信號覆蓋全球？二、衛(wèi)星運動規(guī)律:小結(jié)：

一、宇宙速度：

v1=7.9km/s．

v2=11.2km/