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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、量子力學的關系． 重點難點：宇宙速度及人造衛(wèi)星的有關問題．,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的物體可近似認為其重力等于地球對它的萬有引力；,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)星的質量無關，只由軌道半徑R和中心天體的質量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)射時的動能全部轉化為繞行的動能，而不需轉化為重力勢能,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方向一致．,2．同步衛(wèi)星的運轉周期與地球自轉周期相同，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，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,,,