《飞出地球去》课件.ppt

结合登月航线讨论：1：为什么飞船能围绕地球旋转？2：飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？想一想：1：抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？2：卫星月亮没有落下来必须具备什么条件？月球地球卫星地球想一想：1:平抛物体的速度逐渐增大，物体的落地点如何变化？物体的落地点逐渐变大2:速度达到一定值后，物体能否落回地面？物体将不再落回地面ghvxgthtvx221020联立得：3:物体不落回地面的速度必须满足什么条件？物体不落回地面时环绕地面做圆周运动，所受地面的引力恰好来提供向心力，rmvrGMm22满足：rGMv探究问题1：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km)法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力RmvRGMm22skmsmvRGM/9.7/62411104.61089.51067.6法二：重力提供物体作圆周运动的向心力skmsmgRv/9.7/104.68.96（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）一宇宙速度1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度，所以也叫环绕速度。说明：（１）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；4:若抛出速度再增大，又会出现什么现象？物体不落回地面，也不再做匀速圆周运动，万有引力不能提供所需要的向心力，从而做离心运动，轨道为椭圆轨道2、第二宇宙速度（脱离速度）这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．v2=11.2km/s3、第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了．探究问题2：（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？abc提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？课堂练习：已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球的质量5.89×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2，若要发射一颗地球同步卫星，试求：（1）地球同步卫星的离地面高度h（2）地球同步卫星的环绕速度v结论：地球同步卫星必须发射在赤道正上方的固定高度，并且以固定的速度环绕地球做圆周运动。二、人造卫星的发射速度和运行速度（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道．（2）环绕速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度．注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度．（3）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运转速度大又说明什么？思考讨论：（1）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为什么？（2）所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？第一宇宙速度是最大速度还是最小的速度？探究问题3：提示：同步卫星速度：V=9.67×102m/s＜v1=7.9km/s结论:第一宇宙速度是最小的发射速度,也是最大的环绕速度课堂练习：线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：rGMv3rGMGMrT322rGMa思考：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，向心力越（2）离地面越高，线速度越（3）离地面越高，周期越（4）离地面越高，角速度越（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？课堂练习:牛顿人造卫星原理图牛顿的思考与设想：抛出的速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？小结：一、卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供:rTmrmrmvrMmG222224二、三种宇宙速度：v1=7.9km/s．（会推导）v2=11.2km/sv3=16.7km/s