7.4.2 宇宙航行-宇宙速度 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦地球卫星核心知识，涵盖轨道特征、运动参量与轨道半径关系、同步卫星“六个一定”、宇宙速度及卫星比较。课堂通过问题链导入，从轨道平面特点设问，回顾万有引力提供向心力推导公式，形成“高轨低速长周期”结论，再过渡到同步卫星及应用，搭建连贯知识支架。 其亮点在于以问题驱动科学探究，通过公式推导培养科学推理，用同步卫星“六个一定”构建物理模型，对比表格助力科学论证，结合北斗导航实例渗透科学态度与责任。学生能深化运动与相互作用观念，提升科学思维；教师可借助系统框架和实例高效教学。

第七章 万有引力与宇宙航行 7.4宇宙航行 地球卫星 人教版（2019）必修 第二册 卫星轨道圆心一定和地心重合 1、这些卫星的轨道平面具有什么特点？ 地球卫星 极地轨道 赤道轨道 倾斜轨道 （地球的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力） 2、回顾：不同轨道卫星运行过程中的向心加速度、线速度、角速度、周期相同吗？ 地球 地球卫星 高轨低速长周期 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需要具有的速度。第一宇宙速度是最小的发射速度。 ② 环绕速度： 卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。第一宇宙速度是最大的环绕速度。 地球卫星 北斗导航卫星 同步卫星：地球上空分布着许多的同步卫星，在地面上的人看来，始终静止不动．请思考： (1)这些同步卫星是否就真的静止不动？ 绕地心做匀速圆周运动，相对于地球静止 (3)这些同步卫星有什么共同的特点？ (2)同步卫星有什么用途？ 主要用于通信，故也称通信卫星 地球卫星——同步卫星 同步卫星的“六个一定”，周期相同，同轨同速同周期，与地球同步，方向也一样 同步卫星的“六个一定” ①轨道平面一定：赤道平面 ②周期与角速度一定：T=24 h ⑤运转方向一定：自西向东 ③轨道半径一定： r=6.6 R ④速度大小一定： v=3.07 km/s ⑥向心加速度的大小一定： 地球卫星——同步卫星 地球同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较   赤道上的物体 近地卫星 地球同步卫星 向心力来源 万有引力和支持力的______ _________ 向心力方向 指向______ 重力与万有引力的关系 重力略小于万有引力 重力等于万有引力 合力 万有引力 地心 地球卫星 v1<v3<v2 ω1＝ω3<ω2 地球卫星 地球卫星 地球同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较 赤道上的物体与同步卫星： 周期、角速度相同 同步、近地卫星： 高轨低速长周期 宇宙航行 绕地心做匀速圆周运动，相对于地球静止 同步卫星的“六个一定” 同步 卫星 大小 7.9km/s 意义 航天器成为卫星的最小发射速度 第一宇 宙速度 卫星的最大绕行速度 11.2 km/s 第二宇 宙速度 16.7 km/s 第三宇 宙速度 宇宙 速度 人造地 球卫星 课堂小结 　 如图所示是小张画的人造地球卫星轨道示意图，其中圆轨道a、c、d的圆心均与地心重合，a与赤道平面重合，b与某一纬线圈共面，c与某一经线圈共面。下列说法正确的是 A.a、b、c、d都有可能是卫星的轨道 B.轨道a上的卫星一定是同步卫星 C.轨道c上的卫星的运行速度一定小于7.9 km/s D.轨道a上的卫星运行速率可能与轨道d上卫星的相同 例1 √ 课堂巩固 　关于地球静止卫星，下列说法正确的是 A.它只能分布在赤道上空一定高度处 B.已知它的质量是1.42 t，若将它的质量增为2.84 t，其同步轨道半径变为 　原来的2倍 C.它可以绕过北京的正上方，所以我国可以利用它进行电视转播 D.它运行的速度是7.9 km/s 例2 √ 　(2022·湖北卷)2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是 A.组合体中的货物处于超重状态 B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C.组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 D.组合体的加速度大小比地球同步卫星的小 例3 √ 　(多选)如图所示，a为地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径可近似为地球半径。c为绕地球做匀速圆周运动的同步卫星。a、b、c的角速度大小分别为ωa、ωb、ωc；线速度大小分别为va、vb、vc；加速度大小分别为aa、ab、ac；周期分别为Ta、Tb、Tc，则下列关系正确的是 A.ωa<ωb<ωc B.Ta=Tb>Tc C.va<vc<vb D.aa<ac<ab 例4 √ √ Lavf58.30.100 Lavf58.30.100 Lavf58.30.100 线速度 v1＝ω1R (ω1为地球自 转角速度) v2＝ (v2也为第一宇宙速度) v3＝ω3(R＋h)＝ 三者关系： _____________ 角速度 ω1＝ω自 ω2＝ ω3＝ω自＝ 三者关系：________________ 向心加速度 a1＝ω12R a2＝ω22R＝ a3＝ω32(R＋h)＝ 三者关系：a1<a3<a2 $