人造卫星宇宙速度-精品学案.docx

人造卫星宇宙速度

【学习目标】

. 了解人造地球卫星有关发射与运行的知识。

.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度

.会分析和解决人造地球卫星的有关问题。

【学习重难点】

.第一宇宙速度的推导

.运行速率与轨道半径之间的关系

.运行速率与轨道半径之间的关系

【学习过程】

一、预习导引

把天体的运动近似看成 运动，其所需向心力由 提供。即，表达式 如下：

m丽

2

mrw

Mm V v2

G -2~= m —

r r

/2、2lm『

、活动与探究

（一）人造卫星。

.牛顿在揭示了万有引力定律之后，又描绘了人造卫星的原理：从高 山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速 度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星（如 图所示）。

.人造卫星的运动规律：人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对 它的,人造卫星做圆周运动的向心力由 提供，所以轨 道圆心 ■定是 （如图所小）0

迁移与应用：

若已知地球的质量为 M,卫星的质量为m,轨道半径为r,引力常量G,求出卫星的a向，

,v, T?试分析随轨道半径r的增加，卫星的 ，v, T将怎么变化?

（二）宇宙速度。

第一宇宙速度：

.请你替牛顿算一算，至少需要多大的速度 vi物体才能不落回地球，而是像卫星一样绕 地球做匀速圆周运动？

方法一：已知地球质量 M=5.98x1024kg,地球半径R=6.37x106m

方法二：已知地球表面的重力加速度 g=9.8m/s2,地球半径R=6.37x106m

.向高轨道发射卫星，火箭克服地球引力所消耗的能量就更 一，所以这个速度是使卫 星能环绕地球运行所需的 发射速度，称为 。

.第一宇宙速度也是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度， 所以也称为“最大环绕速度”。

思考：第一宇宙速度为什么是所有卫星的最大环绕速度？