6.5《宇宙航行》
教学目标
知识与技能：
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．
过程与方法 ：
通过用万有引力定律推导第一宇宙速度．培养学生运用知识解决问题的能力．
情感、态度与价值观：
1．通过介绍我国在卫星发射方面的情况．激发学生的爱国热情．
2．感知人类探索宇宙的梦想．促使学生树立献身科学的人生价值观．
教学重点： 第一宇宙速度的推导．
教学难点：运行速率与轨道半径之间的关系．
教学方法 ：探究、讲授、讨论、练习
教具准备：录像资料、多媒体课件
一、人造卫星的发射原理
二、宇宙速度
三、人造卫星的运动规律
四、地球同步卫星
一、人造卫星的发射原理
牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落加地面
设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算？
卫星离地心越远，它运行的速度越慢。
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫做第一宇宙速度。
近地面的卫星的速度是多少呢？
M=5.98X1024kg
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度： (环绕速度）
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
2、第二宇宙速度：　　　　　(脱离速度)
V2=11.2km/s
V3=16.7km/s
3、第三宇宙速度：（逃逸速度）
→人造行星
→人造恒星
人造卫星
概念辨析　　　发射速度和运行速度
1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。
2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。
r↗ v↘
近地卫星
其它卫星
①宇宙速度均指发射速度
②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度
三、人造卫星的运动规律
可见：v、ω、T 与 r 为 一 一对应关系
练习： 求近地卫星的周期
我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢？
四、地球同步卫星
1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h
2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。
对同步卫星：其r、 v、ω、T 、g 均为 定值
小结
特点：
（1）定点在赤道上空
（2）周期与地球自转周期相同
（3）距离地面的高度高度一定（约距地面36000km）
（5）线速度大小 （约为3.1km/s）
练习： 求同步卫星离地面高度
同步卫星
为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。
凡是人造卫星的问题都可从下列关系去列运动方程，即:
重力=万有引力=向心力
2、两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1下列有关数据之比正确的是( )
A、周期之比T1∶T2=3∶1 B、线速度之比v1∶v2=3∶1
C、向心力之比F1∶F2=1∶9 D、向心加速度之比a1∶a2=1∶9
例题分析
1、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )
A、速度越小，周期越小 B、速度越小，加速度越小
C、加速度越小,周期越大 D、角速度越小,加速度越大
BC
D
同步卫星
近地卫星
月球
近地卫星、同步卫星、月球三者比较
小 结：
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9km/s
2、第二宇宙速度（脱离速度） v2=11.2km/s
3、第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7km/s
二、同步卫星
1、周期T=24h
2、卫星轨道平面与地球赤道平面重合