高中物理教科版必修二課件：第3章第4節(jié)《人造衛(wèi)星　宇宙速度》

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第4節(jié)人造衛(wèi)星宇宙速度,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第4節(jié),課前自主學(xué)案,課標(biāo)定位,課標(biāo)定位,應(yīng)用：1.結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解天體運(yùn)動(dòng)的相關(guān)物理量2同步衛(wèi)星的特點(diǎn)及其應(yīng)用理解：1.人造衛(wèi)星的發(fā)射原理及宇宙速度推導(dǎo)2人造衛(wèi)星的線(xiàn)速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系認(rèn)識(shí)：1.人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律2三個(gè)宇宙速度的含義,課前自主學(xué)案,一、人造衛(wèi)星1衛(wèi)星是一些自然的或人工的在太空中繞行星運(yùn)動(dòng)的物體2人造衛(wèi)星用于通信、導(dǎo)航、收集氣象數(shù)據(jù)和其他許多領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)研究,二、宇宙速度1第一宇宙速度：使衛(wèi)星能環(huán)繞地球運(yùn)行所需的_發(fā)射速度，其大小為v1_，又稱(chēng)環(huán)繞速度2第二宇宙速度：使人造衛(wèi)星脫離_的引力束縛，不再繞_運(yùn)行，從_表面發(fā)射所需的最小速度，其大小為v2_，又稱(chēng)脫離速度3第三宇宙速度：使物體脫離太陽(yáng)的束縛而飛離太陽(yáng)系，從地球表面發(fā)射所需的最小速度，其大小為v3_，也叫逃逸速度,最小,7.9km/s,地球,地球,地球,11.2km/s,16.7km/s,思考感悟如果要發(fā)射一個(gè)火星探測(cè)器，試問(wèn)這個(gè)探測(cè)器將大體以多大的速度從地球上發(fā)射？提示：火星探測(cè)器繞火星運(yùn)動(dòng)，脫離了地球的束縛，但沒(méi)有掙脫太陽(yáng)的束縛，因此它的發(fā)射速度應(yīng)在第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，即11.2km/sv16.7km/s.,核心要點(diǎn)突破,特別提醒：(1)第一宇宙速度是最大運(yùn)行速度，也是最小發(fā)射速度(2)三個(gè)宇宙速度分別為在三種不同情況下在地面附近的最小發(fā)射速度,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1.關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是()A它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度C它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度解析：選BC.如果衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度等于第一宇宙速度，那么它將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)做橢圓運(yùn)動(dòng),二、人造地球衛(wèi)星1.圖341,人造衛(wèi)星的軌道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由地球?qū)λ娜f(wàn)有引力充當(dāng)向心力，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力指向地心而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力則時(shí)刻指向它做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心必與地心重合，而這樣的軌道有多種，其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過(guò)兩極點(diǎn)上空的極地軌道當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一角度的圓軌道，只要圓心在地心，就可能是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圓軌道如圖341所示,特別提醒：(1)在處理衛(wèi)星的v、T與半徑r的關(guān)系問(wèn)題時(shí)，常用公式“gR2GM”來(lái)替換出地球的質(zhì)量M會(huì)使問(wèn)題解決起來(lái)更方便(2)由于衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到的萬(wàn)有引力全部提供了向心力，產(chǎn)生了向心加速度，因此衛(wèi)星及衛(wèi)星上任何物體都處于完全失重狀態(tài),即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2.我們國(guó)家在1986年成功發(fā)射了一顆實(shí)用地球同步衛(wèi)星，從1999年至今已幾次將“神舟”號(hào)宇宙飛船送入太空在某次實(shí)驗(yàn)中，飛船在空中飛行了36h，環(huán)繞地球24圈那么，同步衛(wèi)星與飛船在軌道上正常運(yùn)轉(zhuǎn)相比較()A衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)周期比飛船大B衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速率比飛船大C衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)加速度比飛船大D衛(wèi)星離地高度比飛船大解析：選AD.根據(jù)飛船36h，環(huán)繞地球24圈，可知飛船的周期小于同步衛(wèi)星的周期，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可知A、D正確,三、地球同步衛(wèi)星1概念：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，又叫通信衛(wèi)星2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，T24h.(3)同步衛(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，所以同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面上，即所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方,特別提醒：(1)所有同步衛(wèi)星的周期T、軌道半徑r、環(huán)繞速度v、角速度及向心加速度a的大小均相同.(2)所有國(guó)家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運(yùn)動(dòng)且都相對(duì)靜止,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3.關(guān)于地球的同步衛(wèi)星下列說(shuō)法正確的是()A所有地球的同步衛(wèi)星一定位于赤道的正上方，但不一定在同一個(gè)圓周上B所有地球的同步衛(wèi)星離地面的高度相同，但不一定位于赤道的正上方C所有地球的同步衛(wèi)星的向心加速度、線(xiàn)速度、角速度、周期一定相等D所有地球的同步衛(wèi)星的向心加速度大小相等,解析：選D.所有同步衛(wèi)星都位于地球赤道的正上方的同一個(gè)圓周軌道上，顯然選項(xiàng)A、B是不對(duì)的又因向心加速度、線(xiàn)速度為矢量，盡管所有的同步衛(wèi)星的向心加速度的大小、線(xiàn)速度的大小、角速度和周期都相等，但是向心加速度和線(xiàn)速度的方向不相同，因此選項(xiàng)C也不對(duì)，只有選項(xiàng)D正確,課堂互動(dòng)講練,某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t物體以速率v落回手中，已知該星球的半徑為R，求該星球上的第一宇宙速度【思路點(diǎn)撥】第一宇宙速度是環(huán)繞星球表面運(yùn)行的速度，即對(duì)應(yīng)的軌道半徑為該星球的半徑，且重力就等于星球?qū)ζ涞娜f(wàn)有引力,變式訓(xùn)練1若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度約為()A16km/sB32km/sC4km/sD2km/s,圖342,【思路點(diǎn)撥】在人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，萬(wàn)有引力提供了所需的向心力，由此根據(jù)牛頓定律列出方程來(lái)判斷,【答案】C,變式訓(xùn)練2(2011年高考山東理綜卷)甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的是()A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度D甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過(guò)北極的正上方,【答案】BC,知能優(yōu)化訓(xùn)練,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄,按ESC鍵退出全屏播放,謝謝使用,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,