课件37张PPT。§6.5 宇宙航行一、天体是怎样运动的?二、行星为什么这样运动的，是什么力量支配它们运动？三、万有引力定律内容：宇宙间任何两个有质量的物体都存在相互吸引力，其大小与这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。四、万有引力定律的应用天体运动的分析：求M，ρ，帮助分析现象指导宇宙航行开普勒三定律知识回顾 1、了解人造卫星的有关知识，知道其运动规律，会解决有关卫星的较简单的实际问题。 学 习 目 标 2、知道三个宇宙速度的数值和含义，会推导第一宇宙速度。 重难点：第一宇宙速度的推导，对人造地球卫星原理和运动规律的掌握，研究天体的基本思路和方法一.先阅读课本P44——P45内容；
二.再独立完成丛书P50“【自主学习】问题1.2”
三.最后组长负责组织组员统一答案和解疑。
自主与小组合作学习（限时5分钟）思考“【重点突破】” 1.2.3.4嫦娥奔月从远古时代起人们就想象着飞向太空，奔向月球，那么怎样才能实现这一伟大梦想呢？思考：抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件？牛顿的人造卫星原理图探究问题：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km)法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法二：重力提供物体作圆周运动的向心力（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）发射人造卫星设想的提出者----牛顿牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远，所在区域也就不能再看成平面，而是圆弧形。当速度增大到某一值时，物体就会绕地球做圆周运动，成为一颗卫星，不再落回地面。 一、卫星的发射二、宇宙速度 说明：
（１）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．这是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度（3）如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点．注意：卫星的实际运行速度一定小于发射速度．人造卫星的发射速度和运行速度（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度．发射速度与运行速度是两个不同的概念．当发射速度等于或大于11.2km/s时卫星可以克服地球的引力,永远离开地球,我们把这个速度叫做第二宇宙速度,也叫做逃逸速度.第二宇宙速度:第三宇宙速度:如果发射速度等于或大于16.7km/s时,卫星可以冲出太阳的引力束缚.逃到太阳系之外了,把16.7km/s的速度叫做第三宇宙速度，也叫做脱离速度.发射不同的人造卫星示意图:结论:从图中不难看出第一宇宙速度是发射人造卫星的最小发射速度.认真分析公式（1）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运行速度大又说明什么？思考：（2）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为什么？所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？（3）第一宇宙速度是最大速度还是最小的速度？提示:第一宇宙速度是最小的发射速度,也是最大的运行速度提示：该公式是怎样来的各种卫星的介绍气象卫星三、卫星问题分析各种各样的卫星…… 已知：地球质量M，半径R，卫星距地面高度h，引力常量G .请你利用已学的知识， 探究卫星绕地球的运行速度v 、周期T与轨道的关系.高轨道上运行的卫星，线速度小、角速度小，向 心加速度小，周期长。线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？ 处理卫星问题的基本思路：
①天体运动简化为匀速圆周运动（近似）
②万有引力提供向心力。能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？同行星问题的处理方法相同思考：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，向心力越
（2）离地面越高，线速度越
（3）离地面越高，周期越
（4）离地面越高，角速度越
（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小注意1. 轨道中心 地心2. ________ 提供向心力万有引力3. R越大，T ____，V ___， ω _____，an _______越大越小越小越小三类人造地球卫星轨道：
①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪些？提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？人类在浩瀚的宇宙发射了多种多样的人造卫星。
地球同步卫星是人为发射的一种特殊卫星，它相对于地球静止于赤道上空．从地面上看，卫星保持不动，故也称静止卫星；从地球之外看，卫星与地球共同转动，角速度与地球自转角速度相同，故称地球同步卫星，经常用做通讯卫星，3颗同步卫星可实现全球覆盖地球同步卫星同步卫星的特点
①定轨道平面：赤道平面
②定点：经度数值不变
③定高度：离地面大约36000km
④定周期：24h
⑤定线速度：3km/s同步卫星的个数
大约3度角左右才能放置一颗卫星，故地球的同步卫星只能有120颗，可见，空间位置也是一种资源。已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球的质量5.89×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 ，若要发射一颗地球同步卫星，试求：
（1）地球同步卫星的离地面高度h
（2）地球同步卫星的环绕速度v基本思路：①天体运动看为匀速圆周运动
②万有引力提供向心力。思考：1、赤道上空的两个运行的同步卫星在同一高度会相撞吗？2、人造卫星的剥落一小块物体，这一小块物体如何运动？3、神舟飞船进入预定轨道后无动力飞行，宇航员处于什么状态？4、神舟七号发射阶段，宇航员处于什么状态？四、梦想成真：谁为人类迈向太空提供科学思想19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气推进的多级火箭）第一颗人造地球卫星何时何地发射成功1957年10月4日苏联第一艘载人飞船何时何地发射成功1961年4月12日 苏联加加林 东方一号载人飞船人类何时登上月球1969年7月16日9时32分，美国 阿波罗11号升空，19日进入月球轨道，20日下午4时17分着陆，10时56分阿姆斯特朗踏上月面新闻背景：人类航天50年 前苏联宇航员首飞这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础。 1992年，中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日9时，我国“神舟”五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空．中国航天事业2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功。2008年9月25日神舟七号
翟志刚、刘伯明、景海鹏。神舟八号神舟九号爱因斯坦曾说过：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜”。你想加入破解它的行列吗？神舟十号五、人造卫星的超重和失重1、发射和回收阶段发射加速上升超重回收减速下降超重2、沿圆轨道正常运行只受重力a = g完全失重与重力有关的现象全部消失天平弹簧秤测重力液体压强计做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍然做圆周运动，则（ ）
A.卫星的环绕线速度将增大到原来的2倍
B.卫星所需的向心力将减小到原来的1/2
C.地球提供的向心力将减小到原来的1/4
D.卫星的环绕线速度将减小到原来的课堂练习两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为T1∶T2=1∶8，则轨道把轨道半径之比和运行速度之比分别为( ) A. RA∶RB = 4∶1 VA∶ VB= 1∶2
B. RA∶RB = 4∶1 VA∶ VB = 2∶1
C. RA∶RB = 1∶4 VA∶ VB = 1∶2
D. RA∶RB = 1∶4 VA∶ VB = 2D同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（ ）
A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值
B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的
C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值
D.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的D我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步卫星。两颗卫星相比 离地面较高； 观察范围较大； 运行速度较大。若某天上午8点“风云一号”正好通过某城市的上空，那么下一次它通过该城市上空的时刻将是 。 二号一号次日上午8点 本课小结1、卫星的发射和变轨2、宇宙速度3、卫星的有关问题处理卫星问题的基本思路：
①天体运动简化为匀速园周运动（近似）
②万有引力提供向心力。
