(
课件网) 粤教版 必修二 第三章 第三章 万有引力定律 第四节 宇宙速度与航天 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、通过环绕模型了解人造卫星的有关知识； 3、知道什么是同步卫星，认识同步卫星的规律。 知识回顾 有哪些计算天体质量的方法？ 1. 环绕法：根据万有引力提供向心力 2. 表面法：若是在地球表面运动的物体，不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力 新课导入 v 增大 牛顿“平抛石头”的假想： 当速度足够大，石头就不再落回地面，将环绕地球运动，即地球卫星。 思考：这个速度应该多大？ 问题1：什么力充当物体做匀速圆周运动所需要的向心力？ 问题2：若地球质量为M, 物体质量为m , 到地心的距离为r ,写出物体速度 v 表达式。 F万 ——— 万有引力 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 第一宇宙速度（环绕速度） 绕地做圆周运动时， 由 得，轨道半径越大，速度越小。 1. 绕地做圆周运动时的最大环绕速度。 理解第一宇宙速度的意义： 思考与讨论 牛顿“平抛石头”的假想： 当速度足够大，石头就不再落回地面，将环绕地球运动，即地球卫星。 思考1：这个速度应该多大？ 思考2: 1、卫星发射到越高轨道，需要的初速度应该越大还是越小？ 2、发射一颗卫星至少需要多大的初速度？ 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 第一宇宙速度（环绕速度） 1. 绕地做圆周运动时的最大环绕速度。 绕地做圆周运动时， 由 得，轨道半径越大，速度越小。 理解第一宇宙速度的意义： 卫星发射到越高轨道，需要的初速度越大 2. 发射卫星时需要的最小发射速度 [思考2]若已知地球表面重力加速度g和地球半径R,你还能用其它方法计算第一宇宙速度吗？ [思考1] 不同天体的第一宇宙速度是否相同？ 第一宇宙速度的决定因素是什么？与卫星有关吗？ [思考] 若飞行器的发射速度大于7.9 km/s，会怎样呢？ 理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，又小于11.2km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。 当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s 时，它就会挣脱地球的引力，不再绕地球运行，而是绕太阳运动或飞向其他行星。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度 第二宇宙速度（逃逸速度）： 达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s， 这个速度叫作第三宇宙速度 第二宇宙速度(逃逸速度)： 第三宇宙速度(脱离速度)： 第二宇宙速度(逃逸速度)： 第三宇宙速度(脱离速度)： 第一宇宙速度（环绕速度） 最大环绕速度、最小发射速度 挣脱地球引力，绕太阳运动 挣脱太阳引力，飞出太阳系 环绕太阳 飞出太阳系 总结： 总结： 发射速度v 运动情况 v<7.9km/s v=7.9km/s 7.9km/s
