人教版高一物理必修二万有引力与航天：宇宙航行课件

6.5宇宙航行学习目标：1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。2.宇宙速度.了解人造卫星的有关知识.3.理解卫星的运行速度与轨道半径的关系6.5宇宙航行学习目标：

有一颗行星，绕质量为M的恒星做半径为r的匀速圆周运动，万有引力常量为G.求该行星做匀速圆周运动的V、ω、T、向心加速度a的表达式πT=2新课导入若G、M未知，只知道该恒星半径R和表面重力加速度g,如何求解以上问题？有一颗行星，绕质量为M的恒星做半径为r的匀速圆周问题指导：阅读教材思考下列问题1.怎样才能使物体脱离地球的表面呢？设想：可以利用平抛运动，在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，水平初速度越大，则水平位移越大.由此可知：若初速度达到某一个数值时，炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为绕地运行的卫星.2.生活中你应该接触过很多跟卫星有关的名字如：卫星电视、GPS定位等，你能否列举一些你知道的人造地球卫星，说说它们的用途.近地卫星、同步卫星问题指导：阅读教材思考下列问题1.怎样才能使物体脱离地球的表知识检测：1.人造卫星的动力学原理：人造卫星在绕地球运行时，只受_______________作用，人造地球卫星的向心力由__________提供.（即利用环绕模型）2.成因：（1）环绕速度：v=_________；（2）轨道半径r最小时可认为近似等于地球半径R，即只要满足v≥_________，被平抛的物体就会变成一颗围绕地球旋转的卫星；（3）这个发射卫星的临界速度称为___________.地球对它的万有引力万有引力第一宇宙速度知识检测：地球对它的万有引力万有引力第一宇宙速度（一）.第一宇宙速度：1.定义：物体在地球表面附近绕地做匀速圆周运动时的速度，即地球表面附近的环绕速度(环绕速度最大值)，也是发射一颗卫星需要的最小速度.2.当卫星的轨道半径r近似等于地球半径R时，这颗卫星称之为近地卫星，由牛顿第二定律可以推导得出：

V=√MG/R

=7.9×103m/s=7.9km/s，（地球附近第一宇宙速度的数值）.一.宇宙速度：注意：明确下列两个概念运行速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。发射速度：指被发射物体离开地面时的水平初速度。（一）.第一宇宙速度：一.宇宙速度：注意：明确下列两个概念运注意：（1）任何星球表面都有第一宇宙速度，其数值由中心天体质量M，万有引力常量G，即星球半径R共同决定.7.9km/s是地球的第一宇宙速度；（2）据运动的突变条件可知：第一宇宙是发射人造卫星所需要的最小速度；（3）据环绕模型规律可知：卫星环绕地球匀速旋转时，轨道半径越大，线速度越小.线速度最大值是7.9km/s，即第一宇宙是绕地旋转的最大运行速度，是近地卫星的运行速度.总结：第一宇宙是最小的发射速度，最大的环绕速度，是近地卫星的运行速度.人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件注意：人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航PV=7.9km/s7.9km/s<V<11.2km/sV>11.2km/S探究:若卫星的发射速度大于7.9km/s

，会怎样呢？离开地球再也不回来人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件PV=7.9km/s7.9km/s<V<11.2km/sV>（二）.第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s

，当发射速度大于第二宇宙速度时，物体将脱离地球的束缚，直奔太阳（或其他大行星）而去.（三）.第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s

，当发射速度大于第三宇宙速度时，物体将脱离太阳的束缚，逃逸出太阳系注意：（1）三种宇宙速度都是按照发射卫星的角度命名的；（2）重点掌握第一宇宙速度的定义过程，即近地卫星的环绕模型.人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件（二）.第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s1.若已知某星球表面的第一宇宙速度v，该星球的半径R，则：（1）要计算该星球的密度还需要哪些物理量，试推导该星球密度的表达式；（2）要计算某一轨道上一颗卫星的运行周期T还需要哪些物理量，试推导周期T的表达式；（3）能否直接计算该星球表面的重力加速度？课堂训练：（1）还需要知道万有引力常量G，ρ=3V2/4πR2G（2）还需要知道该卫星到星球表面的高度h，T=4π(R+h)3/V2R（3）g=V2/R人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件1.若已知某星球表面的第一宇宙速度v，该星球的半径R，则：2.我国已发射一颗近月卫星嫦娥一号，已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径为地球的1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该近月卫星的速率约为（）A.0.4km/sB.1.8km/sC.11km/sD.36km/sB人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件2.我国已发射一颗近月卫星嫦娥一号，已知月球的质量约为地球二.两种卫星：1.近地卫星：（1）环绕速度是第一宇宙速度；（2）轨道半径r近似认为等于中心天体的半径R；（3）原理：MmG/R2=mv2/RV=√MG/R.注意：当r=R时，有mg=mMG/R2=mV2/R二.两种卫星：1.近地卫星：注意：当r=R时，有mg=mM2.同步卫星：赤道平面AB规律：

（1）运行周期一定，即同步卫星的公转周期（T）等于地球的自转周期；（2）运行平面一定，即同步卫星只能在赤道平面运行；FF1F2（3）运行高度一定，即由于T一定，导致其轨道半径r是一个定值，则卫星距离地面的高度h一定.2.同步卫星：赤道平面AB规律：（2）运行平面一定，即同步3.关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（）A.已知它的质量是1.24t，若将它的质量增为2.48t，其同步轨道半径变为原来的2倍B.它的运行速度为7.9km/sC.它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播D.它距地面的高度约为地球半径的5倍，所以它的向心加速度约为其下面地面上的重力加速度的1/36课堂训练：D3.关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下列说法正确的是4.如图所示，同步卫星运行速率为v1，向心加速度为a1；近地卫星的运行速率为v2，向心加速度为a2；地球赤道上的物体随地球自转的速率为v3，向心加速度为a3.试比较v1、v2、v3的大小及a1、a2、a3的大小.V2＞V1＞V3a2＞a1＞a34.如图所示，同步卫星运行速率为v1，向心加速度为a1；近课堂小结：一.三个宇宙速度：1.第一宇宙速度V1=7.9km/s，是发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球的最大速度；2.第二宇宙速度V2=11.2km/s，脱离速度；3.第三宇宙速度V3=16.7km/s，逃逸速度；二.两种卫星（环绕模型）：1.近地卫星：r=R，MmG/R2=mV2/R；2.同步卫星：r=R+h，固定平面，固定轨道，固定周期。人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件课堂小结：一.三个宇宙速度：人教版高一物理必修二第六章万有引6.5宇宙航行学习目标：1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。2.宇宙速度.了解人造卫星的有关知识.3.理解卫星的运行速度与轨道半径的关系6.5宇宙航行学习目标：

有一颗行星，绕质量为M的恒星做半径为r的匀速圆周运动，万有引力常量为G.求该行星做匀速圆周运动的V、ω、T、向心加速度a的表达式πT=2新课导入若G、M未知，只知道该恒星半径R和表面重力加速度g,如何求解以上问题？有一颗行星，绕质量为M的恒星做半径为r的匀速圆周问题指导：阅读教材思考下列问题1.怎样才能使物体脱离地球的表面呢？设想：可以利用平抛运动，在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，水平初速度越大，则水平位移越大.由此可知：若初速度达到某一个数值时，炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为绕地运行的卫星.2.生活中你应该接触过很多跟卫星有关的名字如：卫星电视、GPS定位等，你能否列举一些你知道的人造地球卫星，说说它们的用途.近地卫星、同步卫星问题指导：阅读教材思考下列问题1.怎样才能使物体脱离地球的表知识检测：1.人造卫星的动力学原理：人造卫星在绕地球运行时，只受_______________作用，人造地球卫星的向心力由__________提供.（即利用环绕模型）2.成因：（1）环绕速度：v=_________；（2）轨道半径r最小时可认为近似等于地球半径R，即只要满足v≥_________，被平抛的物体就会变成一颗围绕地球旋转的卫星；（3）这个发射卫星的临界速度称为___________.地球对它的万有引力万有引力第一宇宙速度知识检测：地球对它的万有引力万有引力第一宇宙速度（一）.第一宇宙速度：1.定义：物体在地球表面附近绕地做匀速圆周运动时的速度，即地球表面附近的环绕速度(环绕速度最大值)，也是发射一颗卫星需要的最小速度.2.当卫星的轨道半径r近似等于地球半径R时，这颗卫星称之为近地卫星，由牛顿第二定律可以推导得出：

V=√MG/R

=7.9×103m/s=7.9km/s，（地球附近第一宇宙速度的数值）.一.宇宙速度：注意：明确下列两个概念运行速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。发射速度：指被发射物体离开地面时的水平初速度。（一）.第一宇宙速度：一.宇宙速度：注意：明确下列两个概念运注意：（1）任何星球表面都有第一宇宙速度，其数值由中心天体质量M，万有引力常量G，即星球半径R共同决定.7.9km/s是地球的第一宇宙速度；（2）据运动的突变条件可知：第一宇宙是发射人造卫星所需要的最小速度；（3）据环绕模型规律可知：卫星环绕地球匀速旋转时，轨道半径越大，线速度越小.线速度最大值是7.9km/s，即第一宇宙是绕地旋转的最大运行速度，是近地卫星的运行速度.总结：第一宇宙是最小的发射速度，最大的环绕速度，是近地卫星的运行速度.人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件注意：人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航PV=7.9km/s7.9km/s<V<11.2km/sV>11.2km/S探究:若卫星的发射速度大于7.9km/s

，会怎样呢？离开地球再也不回来人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件PV=7.9km/s7.9km/s<V<11.2km/sV>（二）.第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s

，当发射速度大于第二宇宙速度时，物体将脱离地球的束缚，直奔太阳（或其他大行星）而去.（三）.第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s

，当发射速度大于第三宇宙速度时，物体将脱离太阳的束缚，逃逸出太阳系注意：（1）三种宇宙速度都是按照发射卫星的角度命名的；（2）重点掌握第一宇宙速度的定义过程，即近地卫星的环绕模型.人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件（二）.第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s1.若已知某星球表面的第一宇宙速度v，该星球的半径R，则：（1）要计算该星球的密度还需要哪些物理量，试推导该星球密度的表达式；（2）要计算某一轨道上一颗卫星的运行周期T还需要哪些物理量，试推导周期T的表达式；（3）能否直接计算该星球表面的重力加速度？课堂训练：（1）还需要知道万有引力常量G，ρ=3V2/4πR2G（2）还需要知道该卫星到星球表面的高度h，T=4π(R+h)3/V2R（3）g=V2/R人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件1.若已知某星球表面的第一宇宙速度v，该星球的半径R，则：2.我国已发射一颗近月卫星嫦娥一号，已知月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径为地球的1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该近月卫星的速率约为（）A.0.4km/sB.1.8km/sC.11km/sD.36km/sB人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件人教版高一物理必修二第六章万有引力与航天：6.5宇宙航行课时1（15张PPT）课件2.我国已发射一颗近月卫星嫦娥一号，已知月球的质量约为地球二.两种卫星：1.近地卫星：（1）环绕速度是第一宇宙速度；（2）轨道半径r近似认为等于中心天体的半径R；（3）原理：MmG/R2=mv2/RV=√MG/R.注意：当r=R时，有mg=mMG/R2=mV2/R二.两种卫星：1.近地卫星：注意：当r=R时，有mg=mM2.同步卫星：赤道平面AB规律：

（1）运行周期一定，即同步卫星的公转周期（T）等于地球的自转周期；（2）运行平面一定，即同步卫星只能在赤道平面运行；FF1F2（3）运行高度一定，即由于T一定，导致其轨道半径r是一个定值，则卫星距离地面的高度h一定.2.同步卫星：赤道平面AB规律：（2）运行平面一定，即同步3.关于“亚