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1、知识回顾,两条基本思路,1、万有引力等于重力,2、万有引力提供向心力,中国人的飞天梦,外国人的“飞天”梦,一、宇宙速度,平抛运动演示,让物体做平抛运动初速度逐渐增大,问题情境,思考讨论一:地面上的物体,怎样才能成为人造卫星呢?,通过观看动画回答下列问题: 1、平抛物体速度逐渐增大,物体的落地点怎样变化? 2、在速度足够大的情况下,运动通过的地面还是水平的吗? 3 、若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。,越来越远,物体不再落回地面,而成为一颗绕地球运转的卫星。,不是,思考?,从高山上水平抛出物体,速度越大,落地点离山脚越远。如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到
2、地面上来,它将围绕地球旋转,成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。,牛顿关于卫星的设想,思考讨论二:物体要想成为地球的卫星,速度应该多大?,由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球对它的万有引力全部提供绕地球运转的向心力,故月球不会落到地面上来。,问题:月球绕着地球转要受到地球对它的吸引力,但是为什么月亮不会落到地面上来?,方案一:若已知:地球的质量M=5.981024kg, 半径R=6400km,引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2 探究:物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度及周期,方案二:若已知:地球表面重力加速度g=9.8m/s2, 地球的半径R=6400km.
3、探究:物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度及周期,探究一:物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度和周期,分组探究,方案一:若已知:地球的质量为 半径R=6400km,引力常量探究:物体在地球表面附近运行的线速度及周期,建立模型,方案二 若已知:地球表面的重力加速度g= 地球的半径R=6400km探究:物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度及周期,解:,第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度.,第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度. (逃逸速度),绕地球运动的轨迹就不再是圆,而是椭圆,发射速度越大,椭圆轨道越“扁”。,第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运
4、动的速度. (不同天体有各自的第一宇宙速度。如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度,卫星将落回地面。),阅读教材并回答:三种宇宙速度(发射速度),二、人造地球卫星运动规律,探究二:将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动,你能推出卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系吗?,1,2,3,4,r越大(高),v越小,r越大, 越小,r越大,T越大,r越大,an越小,思考:第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度还是最小速度?,r最小,是最大环绕速度。,向高轨道发射卫星时, 需要的初速度大,因为火箭克服地球对卫星的引力而做更多的功,对火箭的要求更高一些,所以比较困难。,思考讨论三:将
5、卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大? 哪一个更容易?为什么?,发射速度:卫星在地面附近离开发射装置的初速度。一旦发射后再无能量补充,被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度、进入运动轨道。 注意宇宙速度均指发射速度 运行速度:卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。注意: 卫星的实际环绕速度一定小于发射速度.,思考:第一宇宙速度是发射卫星的最大速度还是最小速度?,r最小,是最小发射速度。,归纳:第一宇宙速度是最小发射速度,也是最大运行速度。,如图所示,A、B、C、D四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条?,思考讨论四:人造地球卫星的运行轨道,人造地球卫星,F1,F2,F
6、3,赤道平面,北,南,东,西,轨道中心,地心,_ 提供向心力,万有引力,所有卫星都在以地心为圆心的圆(或椭圆)轨道上 三类人造地球卫星轨道: 赤道轨道,卫星轨道在赤道平面,卫星始终处于赤道上方 极地轨道,卫星轨道平面与赤道平面垂直,卫星通过两极上空 一般轨道,卫星轨道和赤道成一定角度。,人造地球卫星的运行轨道,地球同步卫星,问题4:你能否形象的描述它的轨道?,轨道与赤道重合,卫星位于赤道的正上方的某一高度,同步卫星:相对于地面静止,公转周期和地球自转周期相同的卫星。,1特点:,定周期:T=24h=86400s,定点:相对于地面静止。,定轨道:同步卫星轨道必须在赤道上空,定高度:由,定速度:由于
7、同步卫星高度确定,其轨道半径即确定,因此线速度、角速度大小均不变,定加速度:由于同步卫星高度确定,其轨道半径即确定,因此向心加速度大小也不变,三、梦想成真,1957年10月4日,世界上第一颗人造卫星发射成功 1961年4月12日,苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船,火箭点火起飞绕地球飞行一圈,历时108min,然后重返大气层,安全降落在地面上,铸就了人类进入太空的丰碑。 1969年7月16日9时32分,阿波罗11号成功登临月球,载人航天技术迅速发展。 1992年,中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日9时,我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,把中国第一位航天员杨利伟送入太空。 2005年的神舟六号,2008年的神舟七号以及后来的神舟八号、神舟九号、嫦娥一号、二号的成功发射无一不说明了我国航天科技的发展之迅速。,作业:,1.P48问题与练习1、2、3. 2.课外探究活动阅读材料,了解卫星基本知识,培养对我国航天事业的热爱并建立起投身祖国航天事业的决心。,为梦想而努力!,嫦 娥 工 程,