人教版（2003）高中物理必修二第六章万有引力与航天——宇宙航行 讲稿

万有引力与航天—宇宙航行 一、知识回顾—宇宙速度 宇宙速度计算近地卫星 第二宇宙速度:物体挣脱地球引力,永远脱离地球的速度.第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度.（逃逸速度）11.2km/s>V>7.9km/sV=16.7km/sV=11.2km/sV=7.9km/s绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度.（不同天体有各自的第一宇宙速度。如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落回地面。）三种宇宙速度（发射速度） 二、地球卫星运动规律 思考问题一：将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，你能推出卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系吗？1231近地卫星23地球同步卫星月球 r越大（高），v越小r越大，v越小r越大，T越大r越大，an越小思考问题二：第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度还是最小速度？r最小，是最大环绕速度。 向高轨道发射卫星时,需要的初速度大，因为火箭克服地球对卫星的引力而做更多的功,对火箭的要求更高一些,所以比较困难。思考讨论三:将卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大？哪一个更容易？为什么？ 发射速度：卫星在地面附近离开发射装置的初速度。一旦分离后再无能量补充，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，宇宙速度均指发射速度运行速度：卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。卫星的实际环绕速度一定小于发射速度v环绕v发射 思考四：第一宇宙速度是发射卫星的最大速度还是最小速度？r最小，是最小发射速度归纳：第一宇宙速度是最小发射速度，也是最大运行速度。 三、卫星如何实现变轨？播放视频 万有引力不够提供向心力思考：卫星如何从圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ卫星在P处向后喷火加速离心运动椭圆三次点火，两次变轨ⅠⅠQⅢⅡⅠⅢ 思考：卫星如何从椭圆轨道Ⅱ进入圆轨道Ⅲ卫星在Q处向后喷火加速万有引力等于向心力圆周运动圆QⅢⅡⅢ 卫星变轨总结1、从内（低）到外（高）要加速2、从外（高）到内（低）要减速 思考1：卫星在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大小为vp1与它在轨道Ⅱ上经过P点时的速度大小为vp2，试比较二者大小关系？vp2>vp1追问：在椭圆轨道上P点与Q点的速度大小相等吗？卫星变轨中速度的关系vP>vQPⅠⅡQ 思考2：卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时的速度为大小vQ3与它在轨道Ⅲ上经过Q点时的速度大小为vQ4，试比较二者大小关系？vQ4>vQ3PQⅢⅠⅡ卫星变轨中速度的关系Ⅲ 思考3：比较卫星在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度ap1与它在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度ap2的大小？PⅠⅡ卫星变轨中加速度的关系 （2010·江苏卷）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度C.在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度答案：A、C 1．如图，地球赤道上山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则A．v1>v2>v3B．v1<v3<v2C．a1>a2>a3D．a1<a3<a2答案：B、D