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1、,課標(biāo)定位,學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1.會(huì)推導(dǎo)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(shí)，知道近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的特點(diǎn)． 3．了解經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程和偉大成就，知道經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論、量子力學(xué)的關(guān)系． 重點(diǎn)難點(diǎn)：宇宙速度及人造衛(wèi)星的有關(guān)問(wèn)題．,基本特征 把天體運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,,,,1.三個(gè)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(dāng)衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)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(yùn)行，可近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(rèn)為其重力等于地球?qū)λ娜f(wàn)有引力；,③天體的運(yùn)動(dòng)軌道可近似看做圓周運(yùn)動(dòng),人造地球衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度：,人造地球衛(wèi)星的最小周期：,,要點(diǎn)深化,,注意,a、v、ω、T是相互聯(lián)系的，其中一個(gè)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(wú)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(xí)1,1.在圓軌道上運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的速度為,B、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為,C、衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度為g/2,D、衛(wèi)星的動(dòng)能為mgR/

3、4,1．第一宇宙速度(環(huán)繞速度) (1)大小：____ km/s (2)意義：①使衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)行的速度，也是繞地球做__________運(yùn)動(dòng)的最大速度．,7.9,勻速圓周,3．第三宇宙速度（逃逸速度） (1)大小：____ 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(yáng)系以外的空間所必需的最小地面發(fā)射速度．,16.7,太陽(yáng),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(yáng)運(yùn)動(dòng)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(diǎn)深化,（1）第一宇宙速度的理解和推導(dǎo),由于在人造衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)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(yuǎn)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(duì)應(yīng)將衛(wèi)星發(fā)射到近地表面運(yùn)行，此時(shí)發(fā)射時(shí)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為繞行的動(dòng)能，而不需轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,根據(jù)論述，可推導(dǎo)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(dǎo)，,g‘為該天體表面的重力加速度，R’為該天體的半徑,練習(xí)2,1990年5月，中國(guó)紫金山天文臺(tái)將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752

5、號(hào)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(duì)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(gè)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(yùn)行速度為人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(duì)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(gè)特點(diǎn)：,1．同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致．,2．同步衛(wèi)星的運(yùn)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(yùn)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(wàn)有引力提供的，萬(wàn)有引力必須在軌道平面上,,要點(diǎn)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(guò)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(wú)論是一般衛(wèi)星還是同步衛(wèi)星，其軌道平面一定通過(guò)地球的球心,3. 同步衛(wèi)星離地心距離為r，運(yùn)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(xí)3,ACD,BCD,,,