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课件网) 宇宙航行 物理必修二第七章第四节 教学目标 教学重点、难点 （1）第一宇宙速度的推导 （2）人造卫星运行速度与卫星发射速度的区别 （1）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度 （2）卫星运动规律 （3）卫星稳定运动的条件 （4）同步卫星 V 一：三种宇宙速度 1、实验 2、牛顿的设想 英国科学家牛顿(1643-1727) 在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。 方法一： 已知地球的质量为M=5.89*1024kg,卫星的质量为m它到地心的距离为r、地球的半径为R=6.37 *106m,引力常量为G=6.67*10-11N*m2/kg2。 解：由于卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律得 3、计算这个速度有多大？ 方法二： 已知重力加速度为g=9.8m/s2地球的半径为R=6.37 *106m由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供 根据牛顿第二定律得 P V=7.9Km/s 7.9Km/s
11.2Km/S 若卫星的发射速度大7.9km/s会怎呢？ 4、探究 3、第三宇宙速度（脱离速度）：v =16.7千米/秒 （卫星挣脱太阳引力束缚飞到太阳系以外的星系的 最小发射速度） 2、第二宇宙速度（逃逸速度）：v =11.2千米/秒 （卫星挣脱地球束缚变成绕太阳运行的最小发射速度） 1、第一宇宙速度（环绕速度）：v =7.9千米/秒 （地球卫星的最小发射速度） 三种宇宙速度 1、推导 卫星绕地球的运行线速度v 、周期 T、角速度ω、向心加速度a与卫星轨道半径r的关系.（已知：地球质量M,卫星的质量为m卫星距地心距离为r,引力常量G ） 二：卫星运动规律 周期越大、线速度越小、 角速度越小、向心加速度越小 2：结论 （1）卫星轨道半径越大 是最小的发射速度 是最大运行速度 是近地卫星的线速度 （2） 速度V=7.9km/s 卫星稳定运行的条件 探究 三：卫星稳定运行的条件 极地轨道 一般轨道 赤道轨道 条件是所有卫星都在以地心为圆心的圆轨道上 立体 赤道平面 四：地球同步卫星 所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和与地球自转周期相同的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。 r v ω T a “全部固定” T=1天=86400秒 h=36000Km V=3.07Km/s 2、已知地球的第一宇宙速度为v,地球表面处的重力加 速度为g,金星的半径是地球的a倍，质量为地球的b 倍.那么 （1）金星表面的自由落体加速度是多大？ （2）金星的第一宇宙速度是多大？ 1、据某报报道，某国发射了一颗线速度为9Km/s的人造 地球卫星，请你用学过的知识判断这则新闻的真伪。 当堂小测 1、三种宇宙速度 2、卫星运动规律 3、卫星稳定运行的条件 4、同步卫星 小结 ... ... 