高中物理新课标版人教版必修二精品课件：6.5《宇宙航行》PPT课件(新人教版-必修2)

1、6.5宇宙航行实验高中 胡开华教学目标教学目标 v知识与技能：知识与技能： 1了解人造卫星的有关知识 2知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度v过程与方法过程与方法 ： 通过用万有引力定律推导第一宇宙速度培养学生运用知识解决问题的能力v情感、态度与价值观：情感、态度与价值观： 1通过介绍我国在卫星发射方面的情况激发学生的爱国热情 2感知人类探索宇宙的梦想促使学生树立献身科学的人生价值观v教学重点：教学重点： 第一宇宙速度的推导v教学难点：教学难点：运行速率与轨道半径之间的关系v教学方法教学方法 ：探究、讲授、讨论、练习v教具准备：教具准备：录像资料、多媒体课件一、人造卫星的发射原理一、人造

2、卫星的发射原理二、宇宙速度二、宇宙速度三、人造卫星的运动规律三、人造卫星的运动规律四、地球同步卫星四、地球同步卫星一、人造卫星的发射原理一、人造卫星的发射原理牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落加地面牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落加地面设地球质量为设地球质量为M，半径为，半径为R。人造地球卫星。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为，轨道半径为r。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度速度v如何推算如何推算？ 22MmvGmrrGMvr卫星离地心越远，它运行的速度越慢。卫星离地心越远，它运行的速度越慢。1rv1

3、12466.67 105.89 1016.37 10/7.9/GMRvm skm s这就是人造地球卫星在地面附近这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具绕地球做匀速圆周运动所必须具有的有的最低发射速度最低发射速度，叫做，叫做第一宇第一宇宙速度宙速度。近地面的卫星的速度是多少呢？近地面的卫星的速度是多少呢？11226.67 10/GN mkg已知：66.37 10RmM=5.98X1024kg二、宇宙速度二、宇宙速度1 1、第一宇宙速度：、第一宇宙速度： ( (环绕速度环绕速度） V1=7.9km/s地球11.2km/sv7.9km/s2 2、第二宇宙速度：、第二宇宙速度：( (

4、脱离速度脱离速度) ) V2=11.2km/sV3=16.7km/s3 3、第三宇宙速度：（、第三宇宙速度：（逃逸速度逃逸速度）17.9/GMvkm sR17.9/vgRkm s法二：211.2/vkm s316.7/vkm s人造行星人造行星人造恒星人造恒星人造卫星人造卫星概念辨析概念辨析发射速度和运行速度发射速度和运行速度1、发射速度：、发射速度：是指被发射物在地面附近离开是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。发射装置时的速度。2、运行速度：、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。匀速圆周运动的速度。1GMvrr v近地卫星近地卫星vv运发

5、其它卫星其它卫星vv运发宇宙速度均指发射速度宇宙速度均指发射速度第一宇宙速度为在地面发射卫星的最第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度小速度，也是环绕地球运行的最大速度三、人造卫星的运动规律三、人造卫星的运动规律223(2) :MmGMGmrrr卫地地卫由得22(1) :M mGMvGmvrrr卫地地卫由得23224 2(3) :M mrGmrTrTGM卫地卫地由得可见：可见：v v、T T 与与 r r 为为 一一 一对应关系一对应关系练习：练习： 求近地卫星的周求近地卫星的周期期631124(6.37 10 ) 23.146.67 105.89 10 s地GMr

6、T32我们能否发射一颗周期为我们能否发射一颗周期为50min50min的卫星呢？的卫星呢？3 5.07 1084.5mins四、地球同步卫星四、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、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：做匀速圆周运动，它的周期：T24h2、所有的同步卫星只能、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一分布在赤道上方的一个确定轨道上个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球，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。赤道平面重合，卫星离地面高度为定值

7、。对同步卫星：对同步卫星：其其r、 v、T 、g 均为均为 定值定值小结小结223242GM2() (R)(R)R3.6 104 hmmhhTGM Thkm卫地卫地地地地设卫星离地面高度为由解得h练习：练习： 求同步卫星离地面高度求同步卫星离地面高度地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h h ？ 5.6R地同步卫星 为了卫星之间不互相干扰，为了卫星之间不互相干扰，大约大约3左右才能放置左右才能放置1颗，这样颗，这样地球的同步卫星只能有地球的同步卫星只能有120颗。可颗。可见，空间位置也是一种资源。见，空间位置也是一种资源。22=MmvmgGmrr

8、凡是人造卫星的问题都可从下列关凡是人造卫星的问题都可从下列关系去列运动方程，即系去列运动方程，即:重力重力=万有引力万有引力=向心力向心力 rRhgh式中：是高空 处的重力加速度2、两颗人造地球卫星质量之比、两颗人造地球卫星质量之比m1 m2=1 2,轨道半轨道半径之比径之比R1 R2=3 1下列有关数据之比正确的是下列有关数据之比正确的是( )A、周期之比、周期之比T1 T2=3 1 B、线速度之比、线速度之比v1 v2=3 1C、向心力之比、向心力之比F1 F2=1 9 D、向心加速度之比、向心加速度之比a1 a2=1 9例题分析例题分析1、人造地球卫星的轨道半径越大，则、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )A、速度越小，周期越小、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小、速度越小，加速度越小C、加速度越小、加速度越小,周期越大周期越大D、角速度越小、角速度越小,加速度越大加速度越大BCDh=3.6107mr=4.2107mv=3km/sT=24hh=3.8108mr3.8108mv=1km/sT=27天天h0r=6.4106mv=7.9km/sT=84分钟分钟同步卫星同步卫星近地卫星近地卫星月球月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较近地卫星、同步卫星、月球三者比较小小 结结：一、宇宙速度一、宇宙速度 1、第一宇宙速度（环绕速度）第一宇宙速度（环绕速度） v1=7