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1、一.宇宙速度问题：问题： 1.抛出的石头会落地，为什么卫星、月球没有落下来抛出的石头会落地，为什么卫星、月球没有落下来？ 2.卫星、月球没有落下来必须具备的条件是什么？卫星、月球没有落下来必须具备的条件是什么？l牛顿的思考与假设：牛顿的思考与假设： 1.抛出物体的速度越大时，落地点越远，速度不断增大，抛出物体的速度越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？将会出现什么结果？物体不落回地面，那么它将环绕地球表面做圆周运动，所受的地球引力物体不落回地面，那么它将环绕地球表面做圆周运动，所受的地球引力恰好提供物体做圆周运动的向心力恰好提供物体做圆周运动的向心力一.宇宙速度探究问题一：以多大
2、的速度抛出这个物体，它才会绕地球探究问题一：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？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) 代入数据代入数据G=6.6710-11Nm2/kg2，地球质量，地球质量M=5.981024kg，地球半径，地球半径R=6.4106m，得，得 v=7.9km/s思考一下，还有没有别的计算方思考一下，还有没有别的计算方法能够计算第一宇宙速度？法能够计算第一宇宙速度？这个速度就叫这个速度就叫第一宇宙速度第一宇宙速度一.宇宙速度在地球表面，万有引
3、力等于重力，所以第一宇宙速度还可以这样来算一.宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9km/s 它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的度n说明：说明：（）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面（）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；而不能绕地球运转；（）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆（）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；周运动； （3 3）如果大于）如果大于7.9km/s7.9km/s，而小于，而小于11.2km/s11.2km/s，卫星将沿椭圆轨，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为
4、椭圆轨道的一个焦点道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点 一.宇宙速度一.宇宙速度 当物体的速度等于或大于当物体的速度等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度。宙速度，也叫脱离速度。这是卫星挣脱地球的引力束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缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度如如果人造天体的速度大于果人造天体的速度大于11.2km/s而小于而小于16.7km/s，则，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭它的运行轨
5、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圆轨道的一个焦点当卫星的速度等于或者大于当卫星的速度等于或者大于16.7km/s,则这个时候则这个时候卫星会脱离太阳的引力，不再绕太阳运行，而是卫星会脱离太阳的引力，不再绕太阳运行，而是飞到太阳系意外的地方，这个速度叫做第三宇宙飞到太阳系意外的地方，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速速度，也叫逃逸速度。第一宇宙速度的计算例1、金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82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？探究问题二：人造卫星的轨道（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条
6、？abc提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心卫星的轨道必须是以地心为圆心的圆周轨道卫星的轨道必须是以地心为圆心的圆周轨道二.卫星运行规律根据万有引力提供向心力的规律根据万有引力提供向心力的规律思考：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二二. .卫星运行规律卫星运行规律低轨、高速（线速度、
7、角速度和加速度）周期短低轨、高速（线速度、角速度和加速度）周期短 二.卫星运行规律1.人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有：人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有： A轨道半径越大，速度越小，周期越长轨道半径越大，速度越小，周期越长 B轨道半径越大，速度越大，周期越短轨道半径越大，速度越大，周期越短 C轨道半径越大，速度越大，周期越长轨道半径越大，速度越大，周期越长 D轨道半径越小，速度越小，周期越长轨道半径越小，速度越小，周期越长2.如图所示，卫星如图所示，卫星A，B，C在相隔不远的不同轨道上，在相隔不远的不同轨道上，以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同。若在以地球为中心做匀速圆
8、周运动，且运动方向相同。若在某时刻恰好在同一直线上，则当卫星某时刻恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，经过一个周期时，下列关于三个卫星的位置说法中正确的是下列关于三个卫星的位置说法中正确的是 A三个卫星的位置仍在一条直线上三个卫星的位置仍在一条直线上 B卫星卫星A位置超前于位置超前于B，卫星，卫星C位置滞后于位置滞后于B C卫星卫星A位置滞后于位置滞后于B，卫星，卫星C位置超前于位置超前于B D由于缺少条件，无法比较它们的位置由于缺少条件，无法比较它们的位置三.梦想成真1957年年10月月4日，世界上第一颗人造卫星发射成功日，世界上第一颗人造卫星发射成功1961年年4月月12日，苏联空
9、军少校加加林进入了东方一号载人飞船，火箭点日，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，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。面上，铸就了人类进入太空的丰碑。1969年年7月月16日日9时时32分，阿波罗分，阿波罗11号成功登临月球，载人航天技术迅速号成功登临月球，载人航天技术迅速发展。发展。1992年，中国载人航天工程正式启动。年，中国载人航天工程正式启动。2003年年10月月15日日9时，我国神舟时，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
10、利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。伟送入太空。2005年的神舟六号，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、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。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。四.课堂小结一一.宇宙速度宇宙速度 1.第一宇宙速度：卫星发射的最小速度和绕地球运行的最大速第一宇宙速度：卫星发射的最小速度和绕地球运行的最大速度。度。 2.第一宇宙速度的计算。第一宇宙速度的计算。 3.第二、三宇宙速度的物理意义。第二、三宇宙速度的物理意义。
11、 4.卫星的运动规律。卫星的运动规律。二二.梦想成真梦想成真五.课后练习要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是_km/s.要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于_km/s.要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于_km/s.7.916.711.2l 2.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是 A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度 BC五.课后练习一颗以华人物理学家“吴健雄”命名的小行星，半径约为16 km，密度与地球相近。若在此小行星上发射一颗绕其表面运行的人造卫星，它的发射速度约为_.（已知地球的半径R=6.4103 km，取g=10 m/s2）
