鲁科版必修2 第5章第23节 万有引力定律的应用 人类对太空的不懈追求 课件（31张）.ppt

第5章万有引力定律及其应用 第2节万有引力定律的应用第3节人类对太空的不懈追求 第5章万有引力定律及其应用 学习目标1 了解卫星的发射 运行等情况 2 掌握第一宇宙速度的含义并会计算 了解第二宇宙速度和第三宇宙速度 3 掌握研究天体 或卫星 运动的基本方法 并能用万有引力定律解决相关问题 4 了解人类探索太空的历史 现状及其未来发展的方向 一 人造卫星上天1 人造地球卫星的发射原理 1 牛顿设想 如图甲所示 当物体被抛出的速度 时 它将围绕地球旋转而不再落回地面 成为一颗人造地球卫星 2 发射过程简介 如图乙所示 发射人造地球卫星的火箭一般为 使卫星进入地球轨道后的大致过程也为三个阶段 足够大 三级 2 动力学特点一般情况下可认为人造卫星绕地球做 运动 其向心力由地球对它的 提供 匀速圆周 万有引力 4 宇宙速度 1 第一宇宙速度 v1 km s 又称 速度 是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 2 第二宇宙速度 v2 11 2km s 又称 速度 是人造卫星脱离 引力所需的速度 3 第三宇宙速度 v3 16 7km s 又称 速度 是人造卫星脱离 引力所需的速度 7 9 环绕 脱离 地球 逃逸 太阳 判一判 1 1 地球的第一宇宙速度又叫脱离速度 2 第一宇宙速度跟地球的质量无关 3 离地面越近的卫星线速度越大 二 人类对太空的探索1 预测未知天体在观测天王星时 发现其实际轨道与由 计算的轨道不吻合 由此预测存在另一行星 这就是后来发现的 星 2 人类对太空的不懈追求 1 古代的两种学说 地心说和日心说局限性 都把天体的运动看得很神圣 认为天体的运动必然是最完美 最和谐的 运动 而和丹麦天文学家 的观测数据不符 万有引力定律 海王 匀速圆周 第谷 2 牛顿的大综合牛顿在前人的基础上 逐步建立了 将地面上的力学与天上的力学统一起来 是物理学的第一次大综合 形成了以 为基础的力学体系 3 对太空的探索1957年10月 成功发射了第一颗人造卫星 1969年7月美国 阿波罗11号 登上 2003年10月我国航天员 踏入太空 开启了我国探索太空的新纪元 万有引力定律 牛顿三大定律 前苏联 月球 杨利伟 想一想 2 人类对太空的探索可简单概括为 第谷积累了大量的天文观测资料 开普勒经过分析第谷观测的天文数据提出了行星运动的三大定律 行星在太阳引力作用下的运动规律为牛顿提出万有引力定律起到巨大的作用 卡文迪许在牛顿提出万有引力定律后第一个测出万有引力常量 以上说法正确吗 提示 正确 对宇宙速度的理解 2 意义a 发射人造地球卫星的最小地面发射速度 b 人造地球卫星近地飞行时 匀速圆周运动 的线速度 c 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大线速度 2 第二宇宙速度 脱离速度 v 11 2km s是使物体挣脱地球引力束缚 成为绕太阳运行的人造卫星或飞到其他行星上去的最小发射速度 当16 7km s v 11 2km s时 卫星脱离地球束缚 成为太阳系的一颗 人造卫星 3 第三宇宙速度 逃逸速度 v 16 7km s是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的最小发射速度 当v 16 7km s时 卫星脱离太阳的引力束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间中去 思路探究 1 卫星的运行速度由哪些物理量决定 2 月球和地球的质量和半径之间的关系 答案 b 规律总结 人造卫星的运行规律及应用 3 轨道平面 卫星的轨道平面可以跟赤道平面重合 也可以跟赤道平面垂直 也可以跟赤道平面成任意角度 轨道平面一定过地心 如图所示 思路探究 1 动能减小时线速度及轨道半径变化情况如何 2 做匀速圆周运动的卫星线速度 周期 半径关系怎样 答案 c 名师归纳 错因分析 对本题易错选项及错误原因具体分析如下 答案 ad 真知灼见 比较同步卫星 近地卫星和赤道上随地球自转物体的运动情况 关键是弄清向心力的来源及其轨道半径 1 近地卫星是轨道半径近似等于地球半径的卫星 卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供 同步卫星是在赤道平面内 定点在某一特定高度的卫星 其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供 在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一部分 它不是地球的卫星 充当向心力的是物体所受万有引力与重