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人造卫星人造卫星 宇宙速度宇宙速度 教案教案 一 学始于疑一 学始于疑 我思考 我收获 现代人类生活在很多方面都要依赖人造卫星 那么我们是怎样将地球上的设备变成一 颗人造卫星的呢 二 质疑探究二 质疑探究 质疑解惑 合作探究 探探究究点点一一 人人造造卫卫星星的的发发射射 和和宇宇宙宙速速度度 牛顿在揭示了万有引力定律之后 又描绘了人造卫星的原理 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 如果速度足够大 物体就不再落回地面 它将绕地球运动 成为人造地球卫星 请你替牛顿算一算 至少需要多大的速度v1物体 才能不落回地球 而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运动 已知地球半径R 6400km 地 球质量M 6x1024 kg G 6 67x10 11 N m2 kg2 g 9 8m s2 小小结结提提升升 向高轨道发射卫星 火箭克服地球引力所消耗的能量就更多 所以这个速度是使卫星能环绕地球 运行所需的最小发射速度 称为第一宇宙速度第一宇宙速度 它也是人造卫星在地面附近环绕地球作匀 速圆周运动所必须具有的速度 所以也称为 环绕速度 v1 7 9 km s 拓展拓展 如果此时的发射速度大于v1 物体将会做什么运动 发射速度v运动情况 v 7 9km s v 7 9km s 7 9km s v 11 2km s 11 2km s v 16 7km s 小小结结 第二宇宙速度 第二宇宙速度 使卫星挣脱地球的束缚 成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度 也称为脱离速度 v km s 第三宇宙速度 第三宇宙速度 使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 也称为逃逸速度 V km s 探探究究点点二二 人人造造卫卫星星的的运运行行 重重点点 人造卫星的运行轨道的特征 人造卫星在绕地球运行时 只受到地球对它的 人造卫星作圆周运动的向心力由 提供 所以人造卫星的圆形轨道的圆心 一定是 a b c三颗人造地球卫星 都在圆形轨道上运行 它们的质量相等 轨道半径不同 比较 它们的向心加速度an 线速度v 角速度 周期T的大小 如果C的速度增加 能否与同 轨道的b相撞 小结提升 小结提升 v 16 7km s 某卫星m围绕地球M做圆周 运动 轨道半径 r 表达式结果 由此可得 第一宇宙速度是最大的运行速度由此可得 第一宇宙速度是最大的运行速度 探探究究点点三三 地球同步卫星地球同步卫星 观看视频后 思考 已知地球的半径R 地球自转的周期T 地球的质量M 引力常量 若 要发射一颗地球同步卫星 求 1 地球同步卫星的离地面高度h 2 地球同步卫星的线速度大小v 小结 小结 地球同步卫星有以下特点 周期 角速度一定 与地球自转周期 角速度 轨道平面在 平面上 距离地心的距离 环绕速度 环绕方向与地球自转方向 向心加速度大小 三三 归归纳纳
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