人教物理必修二　第六章 第五节 《宇宙航行》（学案无答案）

一、怎样才能发射一颗卫星？ 1．牛顿的“卫星设想” 如图所示，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。当物体的初速度足够大时，它将不再落回地面，会围绕地球运动，成为一颗绕地球转动的人造地球卫星。 2．原理 地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力。 二、卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系 学法指导： 1.这属于绕着转的问题，基本思路是“万有引力提供向心力”。 2.每个字母具体表示什么，一定要弄清楚。M为地球质量，m为卫星质量，R为地球半径，r为卫星运动的轨道半径。 3.这些结论不需要死记硬背。但是，一定要会自己推导出来。 项目 推导式 关系式 结论 v与r 的关系 v＝ r 越大，v 越___ ω与r 的关系 ω＝ r 越大，ω 越____ T与r 的关系 T＝ r 越大，T 越___ a与r 的关系 a＝ r 越大，a 越____ 三、具体研究几个特殊的地球卫星 上图为卫星的三种轨道：赤道轨道、极地轨道、一般轨道。 1.近地卫星（贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星） 轨道半径近似等于地球半径，为6400km， 环绕速度为7.9×103m/s， 周期为84.5分钟。 2.同步卫星（环绕周期与地球自转周期相等） 六个一定 ①运行方向与地球自转方向相同 ②运转周期与地球自转周期相同，T＝24h ③运行角速度等于地球自转的角速度 ④轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方 ⑤同步卫星的高度一定．h＝_________km，h≈5.6R ⑥同步卫星的环绕速度大小一定：其运行速度约为v＝3.1×103 m/s. 3.月球 轨道半径近似等于地球半径的60倍 环绕速度为164.6m/s 周期约为27天。 说明： 1.这些结论都可以由已知条件（比如近地卫星是已知轨道半径r、同步卫星是已知运动周期T）和上面第二项中的关系式计算出来。 2.从这些具体的数据也可以看出，环绕同一个中心天体运行的卫星，轨道半径越大，周期越长，环绕速度越小。 近地卫星 同步卫星   月球 轨道平面 轨道半径 线速度 周期 向心加速度 四、宇宙速度 1.第一宇宙速度 是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所