教科版物理必修第二册精品课件 第三章万有引力定律 4.人造卫星 宇宙速度5.太空探索(选学).ppt

4.人造卫星宇宙速度5.太空探索(选学)第三章

内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑课堂小结04随堂练习

课标定位素养阐释1.了解人造卫星的有关知识。2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度。3.正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系。1.了解人造卫星的有关知识,形成物理观念。2.通过对宇宙速度的学习,培养科学探究精神。3.通过理解卫星运行中的各物理量关系,培养科学思维能力。

自主预习新知导学

一、人造卫星1.卫星是一些自然的或人工的在太空中绕行星运动的物体。2.1895年,俄国宇航先驱齐奥尔科夫斯基率先提出了制造并发射人造地球卫星的设想。3.1957年10月4日苏联将第一颗人造地球卫星送入环绕地球的轨道。4.人造卫星能够绕地球转动而不落回地面,是否是由于卫星不再受到地球引力的作用?提示：卫星仍然受到地球引力的作用,但地球引力全部用来提供向心力。

二、宇宙速度1.三个宇宙速度比较。比较项数值意义第一宇宙速度7.9km/s卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度第二宇宙速度11.2km/s使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7km/s使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度

2.我们要想往月球上发射一颗人造卫星,则发射速度必须要大于等于11.2km/s吗?提示：不需要。11.2km/s是使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度,而月球在地球引力的控制范围内。

思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)发射人造地球卫星需要足够大的速度。()(2)卫星绕地球运行不需要力的作用。()(3)卫星的运行速度随轨道半径的增大而增大。()(4)第一宇宙速度是能使卫星绕地球运行的最小发射速度。()(5)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s。()(6)第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度。()√√××××

2.从出现人造卫星的设想到第一颗人造卫星发射成功经历了长达几百年的时间,主要原因是什么?提示：人造卫星需要的发射速度很大,至少要达到7.9km/s,要想使物体获得这样大的速度是非常困难的。3.“天宫一号”目标飞行器在距地面355km的轨道上做圆周运动,它的线速度比7.9km/s大还是小?提示：第一宇宙速度7.9km/s是卫星(包括飞船)在地面上空做圆周运动飞行时的最大速度,是卫星紧贴地球表面飞行时的速度。“天宫一号”目标飞行器距离地面355km,轨道半径大于地球半径,运行速度小于7.9km/s。

合作探究释疑解惑

知识点一人造卫星【问题引领】地球上空分布着许多的卫星,其中有些卫星在地面上的人看来是运动的,有些卫星在地面上的人看来则始终静止不动,被称为静止轨道卫星,请思考:这些静止轨道卫星是否就真的静止不动呢?为什么在地面上的人看来会静止不动?提示：这些静止轨道卫星都在绕地心做匀速圆周运动,地球的万有引力提供向心力。卫星相对于地面静止,因此卫星绕地球运动的周期一定等于地球自转的周期。

【归纳提升】1.牛顿的设想当物体的运动速度足够大时,它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面,成为一颗绕地球转动的人造地球卫星。2.人造地球卫星原理一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,

3.地球静止轨道卫星(1)地球静止轨道卫星概念:相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星,叫作地球静止轨道卫星。(2)地球静止轨道卫星特点:①和地球自转方向一致;和地球自转周期相同,即T=24h;线速度大小一定(3.1×103m/s);离地面高度固定不变(3.6×104km)。②所有的静止轨道卫星都在赤道的正上方,其轨道平面必须与赤道平面重合。

画龙点睛人造地球卫星轨道(1)赤道轨道,卫星轨道在赤道所在平面上,卫星始终处于赤道上方;(2)极地轨道,卫星轨道平面与赤道平面垂直,卫星经过两极上空;(3)一般轨道,卫星轨道和赤道成一定角度。

【典型例题】【例题1】(多选)可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()A.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是运动的答案：CD

解析：万有引力完全用于提供人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力,故卫星做圆周运动的轨道的圆心必是地心,A错;B的情景,万有引力全部提供了卫星做圆周运动的向心力,使其轨道平面相对地心、两极固定下来,但由于地球不停地自转,轨道平面不会固定于某一经线决定的平面,B错;在