物理必修ⅱ人教新课标65宇宙航行ppt课件

1 B解析 7 9km s是人造卫星在近地圆形轨道上的运行速度 若轨道半径增大 则速度减小 2 D解析 航天飞机和宇航员均由地球对其万有引力提供向心力 所以宇航员仍沿原轨道做匀速圆周运动 基础知识梳理 3 7 9km s小大11 2km s16 7km s大4 自转周期赤道半径6400km84min7 9km s 自学检测 自查自纠3分钟 神州五号 实现了中华民族千年飞天梦想 2003年 杨利伟 神州六号 完成一系列太空实验 2005年 费俊龙聂海胜 神舟七号 中国人的第一次太空行走 2008年 翟志刚刘伯明景海鹏 第六章万有引力与航天第五节宇宙航行 抛出的石头为什么会落地 那为什么卫星 月球却没有落下来 卫星 月球没有落下来必须具备什么条件 问题 抛出的石头为什么会落地 那为什么卫星 月球却没有落下来 卫星 月球没有落下来必须具备什么条件 思考 牛顿的思考与设想 抛出的速度v越大时 落地点越远 速度增大到一定程度 将会出现什么结果 牛顿的设想过程 提示 万有引力提供物体作匀速圆周运动的向心力 这个抛出速度就是做匀速圆周运动的线速度 探究问题一 以多大的速度抛出一个物体 它才会绕地球表面运动 不会落下来 变成了近地卫星 已知 6 67 10 11Nm2 kg2 地球质量M 5 89 1024kg 地球半径R 6400km 探究问题一第一宇宙速度的推导 要求 求出最终结果以m s为单位时的数量级 第一宇宙速度的推导 若不知道地球的质量M 只知道地球表面重力加速度g 9 8m s2 R 6400km 又该如何计算 第一宇宙速度的推导 法二 重力提供物体作圆周运动的向心力 说明 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 宇宙速度 1 第一宇宙速度v1 7 9km s 它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度 拓展1 假设地球的质量不变 而地球的半径增大到原来半径的2倍 那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的 B 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 课本P44右下角图 v2 11 2km s 2 第二宇宙速度 这是卫星挣脱地球的引力束缚 成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度 v3 16 7km s 3 第三宇宙速度 这是人造天体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 如果人造天体具有这样的速度 就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了 1 将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个难 2 所需要的发射速度 哪一个更大 学生思考 高轨道 结论 发射的人造天体离地球越远 在地面上需要的发射速度就越大 高轨道 3 发射速度和卫星绕地球旋转的运行速度是不是同一速度 学生思考 探究问题二人造卫星的发射速度和运行速度的区别 发射速度与运行速度是两个不同的概念 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 2 运行速度 也叫环绕速度 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 思考 1第一宇宙速度是最大的发射速度还是最小的发射速度 2第一宇宙速度是最大的运行速度还是最小的运行速度 最小的发射速度 当我们探究完下面的问题就知道了 探究问题三 运行速度 线速度v 与公转半径 r 的关系 提示 万有引力提供物体作圆周运动的向心力 用r把v表示出来 1第一宇宙速度是最大的发射速度还是最小的发射速度 2第一宇宙速度是最大的运行速度还是最小的运行速度 拓展 关于地球的第一宇宙速度 下面说法中正确的是 A 它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度B 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C 它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度D 它是能使卫星进入轨道的最大发射速度 BC 向心加速度 an 角速度 周期 T 与公转半径 r 的关系 向心加速度 线速度 角速度 周期与半径的关系 探究问题三 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 角速度越 4 离地面越高 向心加速度越 5 离地面越高 周期越 例2 如图所示 a b c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星 a和b的质量相等且小于c的质量 则 A b所需向心力最小B b c的周期相等且小于a的周期C b c的向心加速度相等且大于a的向心加速度D b c的线速度大小相等且小于a的线速度 AD 拓展2 宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行 变轨后的半径为R2 R1 R2 宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动 则变轨后宇宙飞船的 A 线速度变小B 角速度变小C 周期变大D 向心加速度变大 D 课堂检测 1BC 一 三种宇宙速度 三 卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供 小结 v1 7 9km s 会推导 v2 11 2km sv3 16 7km s 二 发射速度与运行速度的区别 晚自习作业 将本节课的拓展学案做完上交 探究问题三 1 如图所示 a b c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条 探究问题三 1 如图所示 a b c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条 提示 卫星作圆周运动的向心力必须指向地心 探究问题三 1 如图所示 a b c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条 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 地球同步卫星 定义 相对地面静止 和地球具有相同周期的卫星 这种卫星一般用于通信 又叫通信卫星 地区同步卫星有 五定 1定周期 T 24h 2定轨道平面 赤道平面 3定高度 离地面高度36000km 4定速率 运转速率3 1km s 5定点 每颗同步卫星都各自对应赤道上某一确定的点 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 6 67 10 11Nm2 kg2 若要发射一颗地球同