河北省石家庄第十五中学高中物理《6.5 宇宙航行》课件 新人教版必修2.ppt

6 5宇宙航行 一 回顾旧知 引发思考 二 深度挖掘 获得新知 请同学们阅读课文第一自然段 同时思考下列问题 1 在地面抛出的物体为什么要落回地面 2 那么 速度为多大时 物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的人造卫星呢 基本思路 卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供 设 地球质量为m 地球半径为r 卫星距地面高为h 则卫星的轨道半径r r h 卫星质量为m 试求卫星运动的线速度v 角速度 周期t与向心加速度a的表达式 即 即 即 即 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 长 小 小 小 讨论 若飞行器在近地轨道上运行 则有h 0 r r 所以第一宇宙速度v1 卫星运动的最大运行速度 卫星绕地球运动的最小周期 人造卫星的发射速度和运行速度 1 发射速度 指被发射物体离开地面时的初速度 并且一旦发射后就再无能量补充 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 环绕速度 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 注意 卫星的实际环绕速度一定小于发射速度 1 将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易 为什么 2 所需要的发射速度 哪一个更大 为什么 所以 第一宇宙速度是最大的环绕速度 第一宇宙速度是最小的发射速度 第二宇宙速度 当物体的速度等于或大于11 2km s时 它就会克服地球的引力 成为围绕太阳运动的人造行星 或飞到其它行星上 我们把11 2km s叫做第二宇宙速度 脱离速度 第三宇宙速度 当物体的速度等于或大于16 7km s时 物体可以挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间 我们把16 7km s叫做第三宇宙速度 逃逸速度 地球同步卫星 1 所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星 它在轨道上跟着地球自转 同步地做匀速圆周运动 它的周期 t 24h 1 如图所示 a b c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条 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 2 所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上 即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合 卫星离地面高度为定值 同学们 你能算出这个定值吗 对同步卫星来说 其r v t a均为定值 同步卫星 近地卫星 月球 近地卫星 同步卫星 月球三者比较 1957年10月4日 前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星 在1969年7月20日美国人实现了登月梦想 三 梦想成真 2003年10月15日 神州五号载人宇宙飞船发射升空 西昌卫星发射中心 酒泉卫星发射基地 太原卫星发射中心 四 迁移应用能力提高 1 人造地球卫星的轨道半径越大 则 a 速度越小 周期越小b 速度越小 加速度越小c 加速度越小 周期越大d 角速度越小 加速度越大 bc 2 两颗人造地球卫星质量之比m1 m2 1 2 轨道半径之比r1 r2 3 1 下列有关数据之比正确的是 a 周期之比t1 t2 3 1b 线速度之比v1 v2 3 1c 向心力之比f1 f2 1 9d 向心加速度之比a1 a2 1 9 d 3 关于地球同步卫星 下列说法正确的是 a 它的运行速度小于7 9km sb 它的运行速度大于7 9km sc 它的周期是24h 且轨道平面于赤道平面重d 每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的 acd 小结 2 人造地球卫星运动问题的解决思路 1 宇