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1、,課標定位,學習目標：,1.會推導第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度． 2．了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，知道近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點． 3．了解經(jīng)典力學的發(fā)展歷程和偉大成就，知道經(jīng)典力學與相對論、量子力學的關(guān)系． 重點難點：宇宙速度及人造衛(wèi)星的有關(guān)問題．,基本特征 把天體運動看成是勻速圓周運動，所需的向心力由萬有引力提供,,,,1.三個近似,2.衛(wèi)星的向心加速度、角速度、線速度、周期與軌道半徑之間的關(guān)系,當衛(wèi)星穩(wěn)定運行，軌道半徑R越大，V越______, ω越_______T越______向心加速度越_______,①近地衛(wèi)星貼近地球表面運行，可近似做勻速圓周運動的半徑等于地球半徑;,②
2、在地球表面隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體可近似認為其重力等于地球?qū)λ娜f有引力；,③天體的運動軌道可近似看做圓周運動,人造地球衛(wèi)星的最大運行速度：,人造地球衛(wèi)星的最小周期：,,要點深化,,注意,a、v、ω、T是相互聯(lián)系的，其中一個量發(fā)生變化，其余各量也隨之發(fā)生變化,1.a、v、ω、T皆與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，只由軌道半徑R和中心天體的質(zhì)量M決定,2.人造地球衛(wèi)星的軌道圓心一定與地心重合,BD,練習1,1.在圓軌道上運動的質(zhì)量為 m 的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g,則（ ）,A、衛(wèi)星運動的速度為,B、衛(wèi)星運動的周期為,C、衛(wèi)星運動的加速度為g/2,D、衛(wèi)星的動能為mgR/
3、4,1．第一宇宙速度(環(huán)繞速度) (1)大?。篲___ km/s (2)意義：①使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動以至不落到地面的最小地面發(fā)射速度． ②衛(wèi)星環(huán)繞地球表面運行的速度，也是繞地球做__________運動的最大速度．,7.9,勻速圓周,3．第三宇宙速度（逃逸速度） (1)大?。篲___ km/s (2)意義：從地面上發(fā)射物體，使之能逃逸出_______的引力范圍，飛到太陽系以外的空間所必需的最小地面發(fā)射速度．,16.7,太陽,2．第二宇宙速度（脫離速度） (1)大?。篲___ km/s (2)意義：使衛(wèi)星掙脫____引力束縛的最小地面發(fā)射速度。,11.2,地球,（從地面上發(fā)射物體，使之能脫
4、離地球的引力，成為繞太陽運動的人造行星或者飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度）,要點深化,（1）第一宇宙速度的理解和推導,由于在人造衛(wèi)星的發(fā)射過程中，火箭要克服地球的引力做功，所以將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠的軌道，在地面上所需的發(fā)射速度就越大，故人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度對應將衛(wèi)星發(fā)射到近地表面運行，此時發(fā)射時的動能全部轉(zhuǎn)化為繞行的動能，而不需轉(zhuǎn)化為重力勢能,根據(jù)論述，可推導如下：,因此，最小的發(fā)射速度就是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,（2）其他天體的第一宇宙速度可以參照此法推導，,g‘為該天體表面的重力加速度，R’為該天體的半徑,練習2,1990年5月，中國紫金山天文臺將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752
5、號小行星命名為吳健雄星，其直徑2R=32km,如該行星的密度和地球的密度相同，則對該小行星而言，第一宇宙速度為多少？ （已知地球的半徑R0=6400km,地球的第一宇宙速度V1=8km/s）,特別提醒：,(1)三個宇宙速度分別為三種不同情況下在地面附近的最小發(fā)射速度．,(3)運行速度為人造衛(wèi)星做勻速圓周運動的環(huán)繞速度，其不同于發(fā)射速度,(2)第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，也是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度．,相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星。同步衛(wèi)星有以下幾個特點：,1．同步衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致．,2．同步衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，且T＝24 h.,3．同步
6、衛(wèi)星的運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度．,4．同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面上，所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方．,要與地球同步，衛(wèi)星的軌道平面必須與赤道平面平行，又由于向心力是萬有引力提供的，萬有引力必須在軌道平面上,,要點深化,同步衛(wèi)星離地高度的求法,5．同步衛(wèi)星高度固定不變．,所有同步衛(wèi)星的周期T、軌道半徑r、環(huán)繞速度v、角速度ω及向心加速度a的大小均相同．,注意：,1.一般衛(wèi)星的周期、線速度等可比同步衛(wèi)星大，也可比同步衛(wèi)星小，但線速度不超過V=7.9km/s,2.一般衛(wèi)星的軌道是任意的，同步衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)，但無論是一般衛(wèi)星還是同步衛(wèi)星，其軌道平面一定通過地球的球心,3. 同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是( ),AD,練習3,ACD,BCD,,,
人造地球衛(wèi)星宇宙速.ppt
