课件14张PPT。卫星的线速度、角速度、周期、
向心加速度与半径的关系 6.5 宇宙航行
制作:罗小平讨论1:地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？300多年前，牛顿提出设想一、人造卫星： 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。由此可见，人造地球卫星运行遵从的规律是：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的引力就是向心力。25讨论2:近地面的卫星的速度是多少呢？方法一:对于靠近地面的卫星，可以认为此时的 r 近似
等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星环绕的半径为 r 这就是人造地球卫星在地面附近绕
地球做匀速圆周运动所必须具有的
最低发射速度，叫做第一宇宙速度。
最低的发射速度
最大的环绕速度方法二:mg=二、宇宙速度1、第一宇宙速度(环绕速度)：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动)2、第二宇宙速度（脱离速度）：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不在绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的还受到太阳的引力。
3、第三宇宙速度（逃逸速度）：如果物体的速度等于或大于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。
卫星的轨道1. V=7.9km/s时，绕地球做圆周运动2.7.9 km/s 成为太阳的一个“行星”4.v≥16.7km/s时，逃离太阳的引力束缚，
跑到太阳系以外的空间中去
宇宙速度.swf三.地球同步卫星（通讯卫星）所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期T＝２４ｈ 1.周期一定（ T=24h）: 同步卫星相对地球静止，
它绕地球的运动与地球自转同步，
它的运动周期就等于地球自转的周期同步卫星的特点：３.轨道半径一定：即同步卫星距离地面高度一定２.同步卫星的轨道平面在赤道平面为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。 例题1
把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆
周运动，则距离太阳
越远的行星（ ）
A 周期越小
B 线速度越小
C 角速度越小
D 加速度越小
B、C、D例2：如图所示，a 、 b、c是大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同且小于C的质量，下面说法中正确的是（ ）
A、 b、C的线速度大小相等且大于a的线速度
B、.b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度
C、b、c的周期相等且大于a的周期
D、b、c的向心力相等且大于a的向心力
C
飞出地球去
教学目标：? 1．?正确理解人造卫星作圆周运动时，各物理量之间的关系。? 2．?知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。? 3．?培养学生自学和应用网络资源的能力。? 4．?理解科学技术与社会的互动关系，培养学生科学的民主意识。? 重点难点：? 第一宇宙速度的推导? 教学方法：? 讲授、讨论并辅以多媒体演示及网络环境下的自学等多种形式的教学方法。体现STS教育和综合化的思路，有效合理地应用各种教育教学手段，丰富学生的学习方式，优化教学过程。? 教学器材：? 网络设备及相应的教学软件。? 教学过程：? ●引入新课? 在科学技术欠发达的古代，"嫦娥奔月"只能是美丽的传说。? 1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创人类的航天新纪元；1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘"东方号"载人飞船，尤里·加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕；1969年7月20日，美国航天员阿姆特朗和奥尔德林驾驶"阿波罗"11号飞船的登陆舱降落在月球赤道附近的静海区，首次实现了人类登上月球的理想……? 人类进入了航天时代。这节课我们就来学习人造地球卫星方面的基本知识。? 【板书】飞出地球去 ●新课讲授? 离地面一定高度的物体以一定的初速度水平射出，由于重力作用，物体将做平抛运动即最终要落回地面。但如果射出的速度增加，会发生什么情况呢？? 【板书】?一、人造地球卫星? 演示牛顿设想原理图。由于抛出速度不同，物体的落点也不同。当抛出速度达到一定大小，物体就不会落回地面，而是在引力作用下绕地球旋转，成为绕地球运动的人造卫星。? 那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？? 【板书】?二、宇宙速度? 下面讨论人造卫星绕地球运动的速度。假如地球和人造卫星的质量分别为M?和m，卫星的轨道半径和线速度分别为r和v，根据万有引力提供向心力可知：? 由此解出：?v=? （学生自己动手推导，老师再课件演示） 对于近地人造卫星，卫星的运转半径约等于地球半径R，可求出：v=? （学生自己动手推导，老师再课件演示） 将引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2和地球质量M=5.89×1024kg及地球半径R=6.37×106m代入上式，可求得v1=7.9km/s?。这就是卫星绕地面附近作圆周运动所需的速度，叫第一宇宙速度，也称环绕速度。?
【板书】?1.第一宇宙速度(环绕速度)?v1=7.9km/s? 请学生根据所学的知识，推导第一宇宙速度的另一种表达式：v1=? 推导：地面附近重力提供向心力：? 即?mg=?所以?v=? （学生自己动手推导，老师再课件演示） 将R=6.37×106m,?g=9.8m/s2代入，求出第一宇宙速度仍为7.9km/s。? 如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨道就不是圆，而是椭圆。当物体的速度等于或大于11.2km/s时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造卫星。所以，11.2km/s?是卫星脱离地球的速度，这个速度叫作第二宇宙速度，也称脱离速度。? 【板书】?2.第二宇宙速度（脱离速度）?v2=11.2km/s? 达到第二宇宙速度的物体还受太阳引力的束缚，要想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度，也称逃逸速度。? 【板书】?3.第三宇宙速度（逃逸速度）?v3=16.7km/s? 人造地球卫星的种类很多，有一种特别的卫星叫地球同步卫星。? 【板书】?三、地球同步卫星? 地球同步卫星是指其公转周期和地球自转的周期相等的卫星。地球同步卫星有几个明显的特点：（演示课件）? 【板书】?特点：? ?周期一定--23小时56分4秒? 方位一定--赤道上空? 高度一定--3.6×107m? 人造地球卫星有广泛的应用。例如，靠人工进行资源调查，速度慢、效率低，调查和开发一个矿藏一般需要十几年的时间。现在利用人造卫星进行调查，它一天绕地球转十几圈，在高空拍下卫星照片，回收下来，可以大面积了解全局，效率大大提高。例如，对北京以北十六万平方公里地区的一次卫星勘察，就找到七个成矿预测区。? 电视教育是培养人才的一种手段。但是电视靠中继站转播，每隔50km就要建一个中继站，这要耗费大量的人力、物力。如果利用卫星传播，象我们这样幅员辽阔的国家，只要一颗同步通信卫星，边远地区也可以收看首都的电视节目。1984年4月我国发射的试验通信卫星为我国通信事业的现代化开拓了极为广阔的前景。1986年10月我国开始利用通信卫星进行电视教育广播。? 下课后请同学们利用网络资源，上网查找有关人造卫星和航天方面的资料，增加对这方面知识的了解。并围绕以下问题进行信息检索：? 1.?能否发射一颗相对静止在北京上空的通信卫星？? 2.?了解我国人造地球卫星的发展状况。? 3.?了解人造卫星的种类。? （学生课后上网查找）? ●?巩固练习? 1.?一颗在圆形轨道上运行的人造地球卫星，轨道半径为r，它的线速度大小为v，问:当卫星的轨道半径增大到2r?时，它的线速度是多大？重力变为原来的多少倍？? 2.?天文台测得一颗卫星沿半径为R的圆形轨道绕某行星转动，周期为T，求卫星的向心加速度和行星的质量。? ●?作业?
1.?复习本节课文及阅读有关黑洞的知识。? 2.?思考课本练习二第（4）、（5）、（6）题。? 3.?练习二第（1）、（2）、（7）题做在练习本上。? 说?明：? 1.?本节教材从万有引力提供向心力为出发点，讲述了人造卫星的运行原理，推导了第一宇宙速度，了解了三个宇宙速度的含义。? 2.?注意引导学生如何上网查资料，使学生在掌握本节内容的同时，学会正确利用网络资源辅助自己的学习，优化了教学过程。
