人教版高中物理必修二教案：6.5 宇宙航行

宇宙航行班课教案 【学习目标】 1.会推导第一宇宙速度 2.掌握地球（或天体）的卫星各物理量的关系 3.理解同步卫星的特点，了解三种宇宙速度 4.了解卫星的变轨问题 知识回顾： 1. 开普勒三定律？ 答：椭圆轨道定律，面积定律，周期定律 2. 地球的自转周期，月球绕地球的周期，地球绕太阳的公转周期？ 答：24小时，一月，一年 3. 物体在赤道上和在两级的重力一样吗？ 答：不一样在两级的重力大于在赤道的重力 知识点一、天体问题处理和人造卫星 天体问题处理的两条思路： 天体问题实际上是万有引力定律、牛顿第二定律、匀速圆周运动规律的综合应用，解决问题的基本思路有两条： ①利用在天体中心体表面或附近，万有引力近似等于重力 即 （g为天体表面的重力加速度） ②利用万有引力提供向心力。 由此得到一个基本的方程 ，式中a表示向心加速度，而向心加速度又有 、 、 、 这样几种表达式，要根据具体问题，把这几种表达式代入方程，讨论相关问题。 人造卫星 将物体以水平速度从某一高度抛出，当速度增加时，水平射程增大，速度增大到某一值时，物体就会绕地球做圆周运动，则此物体就成为地球的卫星，人造地球卫星的向心力是由地球对卫星的万有引力来充当的． (1)人造卫星的分类：卫星主要有侦察卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等种类． (2)人造卫星的两个速度：①发射速度：将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度．②环绕速度：卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动所具有的速度． 由于发射过程中要克服地球的引力做功，所以发射速度越大，卫星离地面越高，实际绕地球运行的速度越小．向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难得多． 卫星的轨道 卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道． 卫星绕地球沿椭圆轨道运动时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律． 卫星绕地球沿圆轨道运动时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心．卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步卫星)，也可以和赤道平面垂直，还可以和赤道平面成任一角度，如图所示． 例题1.可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道( ) A．与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的