优化方案必修2第6章第5节宇宙航行第6节经典力学的局限性.ppt

（2）设同步轨道距地面高度为h2，根据牛顿第二定律有 解得 . 【答案】 【点评】由于同步卫星的运行周期与地球自转周期相同,决定了它的离地高度、线速度都为定值，同时还要善于发掘题中的隐含条件，即地球同步卫星的周期是24 h，以及理解同步卫星的向心力由万有引力提供. 变式训练 3.用m表示地球通讯卫星(同步卫星)的质量，h表示它离地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地球表面处的重力加速度，ω0表示地球自转角速度，则通讯卫星所受地球对它的万有引力的大小等于（ ） 解析:选BCD.解题时不仅要明确各字母的物理意义,还要善于观察各选项的特点,灵活组建方程. 选项B中有地球表面重力加速度g0，因此有 ，B对. 选项C的特点是有g0、ω0两个量，两项G重=m g, F向=mω2r中的量统一到了一项中，没有距离h、R0量，因此结果中设法消去（R0+h）一项. 随堂达标自测 课时活页训练 基础知识梳理 核心要点突破 随堂达标自测 课时活页自测 课堂互动讲练 上页 下页 第六章 万有引力与航天 第六节 经典力学的局限性 第五节 宇宙航行 学习目标：1.会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度. 2.了解人造卫星的有关知识，知道近地卫星、同步卫星的特点. 3.了解经典力学的发展历程和伟大成就，知道经典力学与相对论、量子力学的关系. 重点难点：宇宙速度及人造卫星的有关问题. 易错问题：对卫星的运行速度与发射速度的区别判断错误. 课标定位 基础知识梳理 一、宇宙速度 1.第一宇宙速度 （1）大小：____ km/s （2）意义：①卫星环绕地球表面运行的速度，也是绕地球做_____________的最大速度. ②使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度. 2.第二宇宙速度 （1）大小：____ km/s （2）意义：使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度. 7.9 匀速圆周运动 11.2 3.第三宇宙速度 （1）大小：16.7 km/s （2）意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度. 二、同步卫星 同步卫星就是相对于地球静止的卫星，它只能处于赤道上空，它的运动周期是24 h. 三、经典力学的局限性 1.牛顿力学即经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的物体. 2.微观粒子的运动规律遵守普朗克的量子理论;高速运动的物体遵守爱因斯坦的狭义相对论;强相互作用和弱相互作用都遵守爱因斯坦的广义相对论. 三、经典力学的局限性 1.牛顿力学即经典力学只适用于______________的物体，不适用于_______________的物体. 2.微观粒子的运动规律遵守普朗克的量子理论;高速运动的物体遵守爱因斯坦的______________;强相互作用和弱相互作用都遵守爱因斯坦的________________. 宏观、低速运动 微观、高速运动 狭义相对论 广义 相对论 核心要点突破 一、对第一宇宙速度的理解和推导 第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近围绕地球做匀速圆周运动的环绕速度,通常称为环绕速度. 人造地球卫星运动所需的向心力由万有引力提供,所以 ,由此解得 .由 ，取卫星环绕地球运转的轨道半径r等于地球的半径R，则可计算出第一宇宙速度为： 由 可知，卫星的轨道半径越大，运行速度越小，但发射时的发射速度却越大，因为在发射过程中要克服万有引力做更多的功.可以说第一宇宙速度是卫星的最大环绕（运行）速度.同时又是卫星发射的最小发射速度. 二、人造卫星的v、ω、T、a与轨道半径r的关系 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力（地球质量为M，卫星质量为m） . 对于近地卫星（r=R地）的线速度 ，即第一宇宙速度，是卫星绕地球做圆周运动的最大速度.其角速度、向心加速度是做圆周运动的卫星的最大值，其周期为所有卫星周期的最小值 三、地球同步卫星 相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，其特点如下： 1.同步卫星的运行方向和地球自转方向一致； 2.同步卫星的运转周期和地球自转周期相同，即T=24 h; 3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度； 4.所有的同步卫星都在赤道的正上方，因为要与地球同步，同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合； 5.同步卫星的高度固定不变， 1.人造地球卫星的运行速度和发射速度的区别 对于人造地球卫星，由 得出 ,该速度指的是人造地球卫星在轨道上运行时的速度，其大小随轨道半径的增大而减小，所以卫星的运行速度v≤7.9 km/s.但由于人