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文档简介
宇宙航行 学习目标 知识与技能 理解人造卫星发射原理 推导第一宇宙速度 了解第二 第三宇宙速度 简单了解航天发展史 过程与方法 学习科学的思维方法 培养分析推理能力和合理表达的能力 情感态度与价值观 激发学习科学 热爱科学的激情 增强民族自信心和自豪感 重点 第一宇宙速度的计算及对宇宙速度意义的理解 前置学习 1 万有引力定律的表达式 2 行星运动向心力的来源 3 小球从同一高度做平抛运动 随初速度的增大 轨迹将如何变化 一 牛顿的科学猜想 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 落地点就一次比一次远 如果速度足够大 物体就不再落回地面 他将绕地球运动 二 宇宙速度 探究1 抛出速度至少为多大 物体才不会落回地面而绕地球做圆周运动呢 已知地球和物体的质量分别为m和m 物体到地心的距离为r 求物体绕地球作圆周运动的速度v 理论基础 万有引力提供向心力 解 万有引力提供向心力故 由此解出v 若已知近地卫星在 地面附近 飞行 可以用地球半径r代表卫星到地心的距离r 地球半径r 6400km 地球质量m 5 89 1024kg 把数据代入上式可解得 v 7 9km s 1 第一宇宙速度大小 v 7 9km s 意义 是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 也叫做地面附近的环绕速度 即绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度 也是最小发射速度 训练 利用所学知识 推导第一宇宙速度的另一表达式v 解 在地球表面忽略地球自转的影响 则 mg即mg 解得 v 探究 若速度v 7 9km s卫星的运动将会怎样呢 训练2 第一宇宙速度 环绕速度 v1 7 9km s 它是人造地球卫星的最小发射速度 也是地球卫星环绕地球运行的最大速度 如果卫星的发射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 等于这个速度卫星刚好能在地球表面附近做匀速圆周运动 如果大于这个速度 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 填 大于 小于 或 等于 2 第二宇宙速度大小 v 11 2km s意义 以这个速度发射 物体刚好能克服地球的引力作用 永远的离开地球而绕太阳运动 也叫地面附近的逃逸速度 3 第三宇宙速度大小 v 16 7km s意义 以这个速度发射 物体刚好能摆脱太阳引力的束
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