人造衛(wèi)星宇宙速度

1、1復(fù)習(xí)提問(wèn)復(fù)習(xí)提問(wèn)1 1、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中有何應(yīng)、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中有何應(yīng)用？用？2 2、計(jì)算中心天體質(zhì)量的原理公式是、計(jì)算中心天體質(zhì)量的原理公式是什么？什么？ 我們剛學(xué)習(xí)的我們剛學(xué)習(xí)的測(cè)天體的質(zhì)量測(cè)天體的質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)未發(fā)現(xiàn)未知天體知天體是萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。是萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。 我國(guó)具有世界上最先進(jìn)的航天技術(shù)我國(guó)具有世界上最先進(jìn)的航天技術(shù) 神州五號(hào)載人航天的成功離不開(kāi)萬(wàn)有神州五號(hào)載人航天的成功離不開(kāi)萬(wàn)有引力定律。引力定律?，F(xiàn)在我們頭頂上有很多的現(xiàn)在我們頭頂上有很多的人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星，它們，它們的發(fā)射離不開(kāi)萬(wàn)有引力定律。的發(fā)射離不開(kāi)萬(wàn)有引力定律。 衛(wèi)星如何上天？如何到達(dá)指定的高度衛(wèi)星

2、如何上天？如何到達(dá)指定的高度或位置？上去后會(huì)掉下來(lái)嗎或位置？上去后會(huì)掉下來(lái)嗎有很多的有很多的問(wèn)題問(wèn)題 本節(jié)課我們利用本節(jié)課我們利用萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律和和圓周運(yùn)圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)的知識(shí)的知識(shí)對(duì)人造衛(wèi)星作一個(gè)初步的了解與對(duì)人造衛(wèi)星作一個(gè)初步的了解與研究。研究。一、人造衛(wèi)星一、人造衛(wèi)星 請(qǐng)同學(xué)們看書(shū)請(qǐng)同學(xué)們看書(shū)“牛頓的設(shè)想牛頓的設(shè)想” 思考下列問(wèn)題思考下列問(wèn)題：（1）牛頓設(shè)想中拋出的物體是做平拋運(yùn)動(dòng)嗎？）牛頓設(shè)想中拋出的物體是做平拋運(yùn)動(dòng)嗎？（2）牛頓的結(jié)論是什么？）牛頓的結(jié)論是什么？動(dòng)畫(huà)（牛頓的設(shè)想）動(dòng)畫(huà)（牛頓的設(shè)想）拋出的物體是平拋運(yùn)拋出的物體是平拋運(yùn)動(dòng)嗎？為什么？動(dòng)嗎？為什么？。 設(shè)想設(shè)想的結(jié)論是

3、什么？的結(jié)論是什么？ 沒(méi)有空氣阻力，速度足沒(méi)有空氣阻力，速度足夠大，永遠(yuǎn)不會(huì)掉下來(lái)夠大，永遠(yuǎn)不會(huì)掉下來(lái)。 此時(shí)物體將成為此時(shí)物體將成為地球的一顆衛(wèi)地球的一顆衛(wèi)星！星！牛頓的設(shè)想二、二、宇宙速度（宇宙速度（1） 動(dòng)手動(dòng)腦動(dòng)手動(dòng)腦： 質(zhì)量為質(zhì)量為 m 的人造衛(wèi)的人造衛(wèi)星星，繞質(zhì)量為繞質(zhì)量為 M 的地球的地球作半徑為作半徑為 r 的勻速圓周運(yùn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星的線(xiàn)動(dòng)，衛(wèi)星的線(xiàn)速度有速度有 V 多大？你能得出什么結(jié)論？多大？你能得出什么結(jié)論？mMV=?r分析：分析：萬(wàn)有引力作為向心力萬(wàn)有引力作為向心力:方程：方程：結(jié)論：結(jié)論：小大萬(wàn)VrrGMVrVmrMmGF22半徑越大，環(huán)繞速度越小半徑越大，環(huán)繞

4、速度越小二、二、宇宙速度（宇宙速度（2）雖然雖然“R大，大，V小小”，但向高，但向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星難。衛(wèi)星難。因?yàn)橄蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星，因?yàn)橄蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球引力對(duì)它的引火箭要克服地球引力對(duì)它的引力做的功多。力做的功多。小大 VrrGMV高軌道高軌道低軌道低軌道 人造衛(wèi)星在地人造衛(wèi)星在地 面附近繞地球面附近繞地球 做勻速圓周運(yùn)做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)具有的速度動(dòng)具有的速度 是多少？是多少？ V0skmrGMV/9 .7)(0代入數(shù)據(jù) 這三個(gè)這三個(gè)“宇宙速宇宙速度度”的物理意義是什的物理意義是什么？么？二、二、宇宙速度（宇宙速度（3）7.9km/sV1

5、1.2km/sV0BACV1第一宇宙速度：衛(wèi)星剛好第一宇宙速度：衛(wèi)星剛好能在地表附近作圓周運(yùn)動(dòng)能在地表附近作圓周運(yùn)動(dòng)最小發(fā)最小發(fā)射速度射速度V2 第二宇宙速度：衛(wèi)星掙脫第二宇宙速度：衛(wèi)星掙脫地球引力束縛地球引力束縛最小發(fā)射速度最小發(fā)射速度V3 第三宇宙速度：衛(wèi)星掙脫第三宇宙速度：衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)太陽(yáng)引力束縛引力束縛最小發(fā)射速度最小發(fā)射速度V1=7.9Km/s第一宇宙速度第一宇宙速度V2 =11.2Km/s第二宇宙速度第二宇宙速度V3 =16.7Km/s第三宇宙速度第三宇宙速度8人類(lèi)在浩瀚的宇宙發(fā)射了多種多樣的人造人類(lèi)在浩瀚的宇宙發(fā)射了多種多樣的人造衛(wèi)星衛(wèi)星其中有一種很特別的衛(wèi)星成為地球同步衛(wèi)其中有

6、一種很特別的衛(wèi)星成為地球同步衛(wèi)星（經(jīng)常用做通訊衛(wèi)星）。星（經(jīng)常用做通訊衛(wèi)星）。三、地球同步衛(wèi)星三、地球同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星的特點(diǎn)同步衛(wèi)星的特點(diǎn)1.在赤道上方在赤道上方2.周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同3.高度一定高度一定 V0BAC1、人造衛(wèi)星、人造衛(wèi)星人造的，繞地球運(yùn)行的物體。（牛頓的設(shè)想）2、宇宙速度、宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s，衛(wèi)星剛好能在地表附近作圓周動(dòng)(會(huì)推導(dǎo)：用F =F向)第二宇宙速度： V2=11.2km/s,衛(wèi)星掙脫地球引力束縛第三宇宙速度： V3=16.7km/s,衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛 3、地球同步衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星小結(jié)小結(jié)五、作業(yè)：五、作業(yè)：課本課

7、本P11011、 閱讀：閱讀：“黑洞黑洞”22、 作業(yè)本：（作業(yè)本：（3）（強(qiáng)調(diào)）、（）（強(qiáng)調(diào)）、（7）3、 （4）、（）、（5）、（）、（6）要求：分析、）要求：分析、討論，討論結(jié)果記在書(shū)上：討論，討論結(jié)果記在書(shū)上：題1 (動(dòng)手、動(dòng)腦)1、對(duì)于繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)衛(wèi)星，、對(duì)于繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)衛(wèi)星，（1）離地面越高，向心力越）離地面越高，向心力越 （2）離地面越高，線(xiàn)速度越）離地面越高，線(xiàn)速度越（3）離地面越高，周期越）離地面越高，周期越（4）離地面越高，角速度越）離地面越高，角速度越（5）離地面越高，向心加速度越）離地面越高，向心加速度越啟示： 要用公式推導(dǎo)，找數(shù)量關(guān)系，不能

8、“想當(dāng)然”小小大大小小小小小小題題2 2 (思考、討論)2對(duì)于繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人對(duì)于繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，其速率造地球衛(wèi)星，其速率A一定等于一定等于79 kmsB等于或小于等于或小于79kmsC一定大于一定大于79 kmsD介于介于79kms112 kms 概念要清晰：宇宙速度 、運(yùn)行速度題33、對(duì)于繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，、對(duì)于繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是：下列說(shuō)法中正確的是：A、萬(wàn)有引力是它作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。萬(wàn)有引力是它作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。B、軌道半徑大的衛(wèi)星的速度大軌道半徑大的衛(wèi)星的速度大C、軌道半徑大的衛(wèi)星受到的向心力大軌道半徑大的衛(wèi)星受到的

9、向心力大D、軌道半徑大的衛(wèi)星的角速度大軌道半徑大的衛(wèi)星的角速度大啟示： 要用公式推導(dǎo)，找數(shù)量關(guān)系，不能“想當(dāng)然”題題4 44、假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半、假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑徑r增大到原來(lái)的增大到原來(lái)的2倍，仍做圓周運(yùn)動(dòng)，則倍，仍做圓周運(yùn)動(dòng)，則A根據(jù)公式根據(jù)公式FmV2/r，可知衛(wèi)星所需的向心可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的力將減小到原來(lái)的1/2B根據(jù)公式根據(jù)公式Fm2r，可知衛(wèi)星所需的向心可知衛(wèi)星所需的向心力將增大到原來(lái)的力將增大到原來(lái)的2倍倍C根據(jù)公式根據(jù)公式FGMm/r2，可知地球提供的向可知地球提供的向心力將減小到原來(lái)的心力將減小到原來(lái)的1/4D以上說(shuō)

10、法都不正確以上說(shuō)法都不正確 半徑r變導(dǎo)致V變、變題題5 55、若某一人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，它的天線(xiàn)若某一人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，它的天線(xiàn)斷開(kāi)，斷開(kāi)的天線(xiàn)將如何運(yùn)動(dòng)？斷開(kāi)，斷開(kāi)的天線(xiàn)將如何運(yùn)動(dòng)？ 題66在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，下列儀器中不能正常使用的是A彈簧秤 B天平C酒精溫度計(jì) D秒表 題7 （同）7同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于同步衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是 A它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同值 B它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地距離是一定的 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值 D它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的 題8 （同）8下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是A它的周期與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小B它的高度和速度是一定