高中物理第六章万有引力与航天第五节宇宙航行预习导航学案新人教版必修2201711110137.doc

第五节 宇宙航行预习导航情境导入课程目标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理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。4了解地球同步卫星的规律。一、宇宙速度1牛顿的设想如图，当物体的初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面，称为一颗绕地球转动的人造地球卫星。2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，即Gm，则卫星在轨道上运行的线速度v。3宇宙速度宇宙速度含义大小第一宇宙速度要想发射人造卫星，必须具有足够大的速度，发射人造卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v17.9 km/s第二宇宙速度当卫星的发射速度等于或大于11.2_km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去，我们把11.2 km/s称为第二宇宙速度v211.2 km/s第三宇宙速度当物体的发射速度等于或大于16.7 km/s时，物体便将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间中去，我们把16.7_km/s称为第三宇宙速度v316.7 km/s思考 卫星的运行速度和发射速度有何区别？提示：由Gm得出的v，指的是卫星在轨道上运行时的速度，其大小随半径的增大而减小，所以卫星的运行速度v7.9 km/s。但由于卫星在发射过程中要克服地球引力做功，增大势能，所以将卫星发射到离地球越远的轨道上，在地面上所需要的发射速度越大，因而卫星的最小发射速度为7.9 km/s。二、梦想成真11957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。21969年7月，阿波罗11号飞船登上月球。32003年10月15日，我国航天员杨利伟被送入太空。2