沪教版物理共同必修2- 5.4 飞出地球去-学案（无答案）

飞出地球去 【学习目标】 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．知道同步卫星的特点并会计算其离地高度。 【学习重难点】 1．第一宇宙速度的推导； 2．计算同步卫星的离地高度。 【学习过程】 一、课前复习 根据万有引力等于向心力得： 1由GMm/r2=mrω2可得ω= 而说明卫星的运动轨道半径越大，角速度 。 2由GMm/r2=4π2mr/T2可得T= ，说明卫星运动的轨道半径越大，其运行周期 。 3由GMm/r2=ma可得a= ，说明卫星运动的轨道半径越大，其加速度 。 二、新知学习 1．宇宙速度： ①第一宇宙速度：卫星在 绕地球做匀速圆周运动的速度，它的大小是v= 。 ②第二宇宙速度：把 叫做第二宇宙速度。当物体的速度 11.2km/s，它就会克服地球引力，永远离开地球。 ③第三宇宙速度：把 叫做第三宇宙速度。要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度 这一速度。 2．发射速度与环绕速度： ①什么是发射速度？ ②什么是环绕速度？ ③对于人造地球卫星，由算出的速度指的是人造地球卫星在轨道上的运行速度，其大小随轨道半径的增大而减小。但由于人造地球卫星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，在地面所需要的发射速度却越大。第一宇宙速度是最小的 ，是最大的 。 三、合作探究 1．看书图片---牛顿的预言，猜测物体会不会落回地面，若抛出的速度不断地增大，将会出现什么现象，为什么不会掉到地上，成为人造卫星、行星或恒星。 2．第一宇宙速度---环绕地球运行： （1）请同学们分析论证卫星要具有多大的速度，才能绕行地球运动呢？由学过的万有引力定律和匀速圆周运动知识进行分析论证。 设地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星的轨道半径为r， 由上面得推导可知，人造卫星绕地球做圆周运动的速度与那些量有关？ （2）对于在地面附近飞行的卫星，轨道半径可取地球半径，请同学们算出在这种情况下的速度：还能不能根据重力提供向心力，计算第一宇宙速度呢？ 3．第二宇宙速度——飞出地球去 如果大于