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1、飞出地球去课件飞出地球去课件.ppt.ppt结合登月航线讨论：结合登月航线讨论：1：为什么飞船能围绕地球旋转？：为什么飞船能围绕地球旋转？2：飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？：飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？想一想：想一想：1 1：抛出的石头会落地，为什么卫星、：抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？月亮没有落下来？2 2：卫星月亮没有落下来必须具备什么：卫星月亮没有落下来必须具备什么条件？条件？月月球球地地球球卫卫星星地地球球想一想想一想：1:平抛物体的速度逐渐增大，物体的落地点如何变化？物体的落地点逐渐变大物体的落地点逐渐变大2:速度达到一定值后，物体能否落回地面？物体将不再落
2、回地面物体将不再落回地面3:物体不落回地面的速度必须满足什么条件？物体不落回地面的速度必须满足什么条件？物体不落回地面时环绕地面做圆周运动，所受物体不落回地面时环绕地面做圆周运动，所受地面的引力恰好来提供向心力，地面的引力恰好来提供向心力，探究问题探究问题1：以多大的速度抛出这个物体，它：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知已知=6.6710-11Nm2/kg2,地球质量地球质量M=5.891024kg,地球半径地球半径R=6400km)法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法二：重力提供物
3、体作圆周运动的向心力法二：重力提供物体作圆周运动的向心力（若已知地球表面重力加速度（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）一宇宙速度 1 1、第一宇宙速度（环绕速度）、第一宇宙速度（环绕速度）v v1 1=7.9km/s=7.9km/s 它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度，所以也叫环绕周运动所必须具备的速度，所以也叫环绕速度。速度。说明：（）如果卫星的速度小于第一宇宙速说明：（）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；（）等于这个速度，卫星刚好能在地球
4、（）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；表面附近作匀速圆周运动；4:若抛出速度再增大，又会出现什么现象？若抛出速度再增大，又会出现什么现象？物体不落回地面，也不再做匀速圆周运动，物体不落回地面，也不再做匀速圆周运动，万有引力不能提供所需要的向心力，从而做离心万有引力不能提供所需要的向心力，从而做离心运动，轨道为椭圆轨道运动，轨道为椭圆轨道2、第二宇宙速度第二宇宙速度（脱离速度）（脱离速度）这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳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，也称为脱离运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。速度。如果人造天体的速度大于
5、如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点v2=11.2 km/s3 3、第三宇宙速度（逃逸速度）、第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7 km/s这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度这是卫星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地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了探究问题探究问题2：（1）如图所示，）如图所示，a、b、c三轨道中可以作
6、为卫三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？星轨道的是哪一条？abc提示：卫星作圆周运动提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心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）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？球自转同步？课堂练习：课堂练习：已知地球的半径是已知地球的半径是6400km6400km，地球自转的周期，地球自转的周期24h24h，地球的质量，地球的质量5.89105.89102424kgkg，引力常量，引力常量=6.6710=6.6710-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2 ，若要发射一颗地球同步卫，若要发射一颗地球同步卫星，试求：星，试求：（
7、1 1）地球同步卫星的离地面高度）地球同步卫星的离地面高度h h （2 2）地球同步卫星的环绕速度）地球同步卫星的环绕速度v v结论：结论：地球同步卫星必地球同步卫星必须发射在赤道正上方的须发射在赤道正上方的固定高度，并且以固定固定高度，并且以固定的速度环绕地球做圆周的速度环绕地球做圆周运动。运动。二、人造卫星的发射速度和运行速度（1 1）发发射射速速度度：指指被被发发射射物物在在地地面面附附近近离离开开发发射射装装置置时时的的初初速速度度，并并且且一一旦旦发发射射后后就就再再无无能能量量补补充充，被被发发射射物物仅仅依依靠靠自自己己的的初初动动能能克克服服地地球球引引力上升一定的高度，进入运
8、动轨道力上升一定的高度，进入运动轨道（2 2）环绕速度：是指卫星在进入运行轨道后绕）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当卫星地球做匀速圆周运动的线速度当卫星“贴着贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度 注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度（3）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运转速度大又说明什么？转速度大又说明什么？思考讨论：思考讨论：（1）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个）
9、将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个 更容易？为什么？更容易？为什么？（2）所需要的发射速度，哪一个更大？）所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？为什么？第一宇宙速度是最大速度还是最小的速度？第一宇宙速度是最大速度还是最小的速度？探究问题3：提示：提示：同步卫星速度：同步卫星速度：V=9.67102m/s v1=7.9km/s结论结论:第一宇宙速度是最小的发射速度第一宇宙速度是最小的发射速度,也是也是最大的环绕速度最大的环绕速度课堂练习：课堂练习：线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：思考：对于绕地球运动的人造卫星：思考：对于绕地球运动的人造
10、卫星：（1 1）离地面越高，向心力越）离地面越高，向心力越 （2 2）离地面越高，线速度越）离地面越高，线速度越（3 3）离地面越高，周期越）离地面越高，周期越（4 4）离地面越高，角速度越）离地面越高，角速度越（5 5）离地面越高，向心加速度越）离地面越高，向心加速度越小小大大小小小小小小能否发射一颗周期为能否发射一颗周期为80min80min的人造地球卫星？的人造地球卫星？课堂练习课堂练习:牛顿人造卫星原理图牛顿人造卫星原理图牛顿的思考与设想：牛顿的思考与设想：抛出的速度抛出的速度v越大时，落地点越大时，落地点越远，速度不断增大，将会越远，速度不断增大，将会出现什么结果？出现什么结果？小结：小结：一、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:二、三种宇宙速度：v1=7.9km/s（会推导）v2=11.2 km/s v3=16.7 km/s结束结束