06.4.万有引力定律在天文学上的应用
万有引力定律在天文学上的应用1(新2019)
万有引力定律在天文学上的应用1
例题：
某宇航员驾驶航天飞机到某一星球， 他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周， 测出飞行时间为4.5103s，则该星球的 平解均析密：度航天是飞多机少绕？星球飞行，万有引力提供
向心力，所以
G Mm mr( 2 )2
r2
T
贴地飞行时， r R星
该星球的平均密度为： M M
V
4 3
二、万有引力定律在天文学上 的应用
一、天体质量的计算
1．分析思路： 根据围绕天体运行的行星（或卫星）的
运动情况，求出行星（或卫星）的向心加 速度．而向心力是由万有引力提供的．
这样，利用万有引力定律和圆周运动的 知识，可列出方程，导出计算中心天体 （太阳或行星）的质量的公式．
2．计算表达式
设是太阳的质量m'，m是某个行星的质量，r是它 们之间的距离，T是行星绕太阳公转的周期，那 么行星做匀速圆周运动所需向心力为：
注意：用测定环绕天体（如卫星）的轨道半径和 周期方法测量，不能测定其自身的质量．
；废气处理 废气处理同于“从小事做起”。如果只从“小事”立意，通篇谈小事，文章就不可能成为优秀作文；如果谈“积累”“小与大的关系”“平凡与伟大”“珍惜与成功”等，文章就不能说是立意成功的文章。该话题最适合写成议。 4.命题作文：非走不可的弯路 阅读下面的文字，按要求作文。 在人生的路上，有一条路每个人非走不可，那就是年轻时候的弯路。不摔跟头，不碰壁，不碰个头破血流，怎能锻炼出钢筋铁骨，怎能长大呢？ 请以“非走不可的弯路”为题写一篇不少于800字的文章，自定立意，除诗歌外，文体不限。 写作导引： “非走不可的弯路”，从短语形式和内容来 看，充满了人生的哲理思考。形式上是一个偏正式短语，体现了一定的限制性；内容上“弯路”前面加了“非走不可”这一定语，强调了人生的弯路是每一个人所
6.4.万有引力定律在天文学上的应用
6.4 万有引力定律在天文学上的应用一．教学目标：1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2．会用万有引力定律计算天体的质量。
3．掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的基本方法。
二．教学重点：万有引力定律和圆周运动知识在天体运动中的应用三．教学难点：天体运动向心力来源的理解和分析四．教学方法：启发引导式五．教学过程：〖复习提问〗（1）物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式：（2）万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？（对学生的回答予以纠正或肯定。
）（3）万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？（学生回答：地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力，但这个分力的大小基本等于物体受到地球的万有引力。
如不全面，教师予以补充。
）〖新课教学〗1．研究天体运动的理论依据我们现在对天体运动的计算只能是近似运算，所以我们把天体的运动看做是由万有引力提供向心力的匀速圆周运动。
2．相关公式研究天体运动：研究天体表面物体重力：3．卫星作匀速圆周运动各物理量随轨道半径的变化情况（1）由得：即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的向心力和向心加速度都减小。
（2）由得：即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的线速度减小。
（3）由得：即随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的角速度减小。
（4）由得：随着轨道半径的增加，作匀速圆周运动的卫星的周期增大。
4．估算天体的质量当做圆周运动的天体绕中心天体运行时，只需知道其轨道半径和运行周期，即可求得该中心天体的质量。
由得：其中M即为中心天体的质量。
5．估算天体的密度由代入和可得其中R为中心天体的半径。
当匀速圆周运动的天体绕中心天体表面运行时，，则。
说明：（1）在求天体质量时，只能求出中心天体的质量，不能求出环绕天体的质量。
（2）应掌握地球的公转周期、地球的自转周期、月球的周期等，在估算天体质量时，应作为已知条件。
万有引力定律在天文学上的应用1
刘在编故事等蒋大人。第二空落实到（13）（14）小节，根据“正是那晚的青衣小帽人”得出代谢。第三问抓住“刘铁嘴回躬向敬”即可。19.（1）平和安静、淡泊名利（不重视）；有疑而问，不解；无疑而问，赞赏（理解）。 （2） 【解析】此题属于“揣摩人物心理”题，阅读时宜根据上下
文内容，揣摩关键词表现的人物心理。说话总是“轻轻”可见性格平和安静。另外，从“倒是有一回”，夫人没有立即询问，可见淡泊名利，没把这件事放心上，不重视。第二问联系语境，可知有“好奇不解”之心，第三问从“难得你这么用心”，可知对丈夫的理解欣赏之心。 20. 示例一 看
铁嘴刘
A
听书入了迷
说得更是卖力
B
道出难言之隐
1
C
2
续说黄骠马
D
深鞠一躬
3
19．按要求回答下列两小题。（7分） （1）第（17）段和第（19）段加点的“轻轻”都写出了夫
人说话时?的心态，但意蕴有所不同，第17段的“轻轻”表现她 ? ， 第（19）段的“轻轻”，表现她 （3分） (2) 你从书场外立的那副对联中读出了刘铁嘴怎样的心意？（4分） ①? ② 20. 第（16）段中写“又说蒋大人有意请铁嘴刘入知府衙门任职”， 蒋大人有没有来请呢？根据你对本文
符合前文的伏笔暗示），言之有理即可。从文章结尾蒋“清廉”“爱听评书”“不带随从”的特点去揣摩人物会不会有“请刘”的行为，这样就比较合理了。 21.侧面描写（侧面烘托、衬托）【手法】 本文第四段划线句的表达效果：以张老太爷又听《秦琼卖马》如吃新菜的陶醉样子【情境内容】
侧面烘托了铁嘴刘技艺高超。【效果】 链接材料的表达效果：以观众听口技时的惊慌反应【情境内容】
法：没来请 理由：蒋大人是刘铁嘴的“粉丝”，他会尊重刘铁嘴；蒋大人是刘铁嘴的“知音”，知道刘铁嘴热爱说书，无志于仕途；蒋大人清廉，不会以权谋私，搞团团伙伙。 示例二 看法：来请 理由：一是蒋大人欣赏刘铁嘴有口才，说不定能在官场上做个“政府发言人”发挥刘的特长；二
高中物理万有引力定律在天文学上的应用
1、基本方法：①把天体的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供：②在忽略天体自转影响时，天体表面的重力加速度：，R为天体半径。
2、环绕天体的绕行速度，角速度、周期与半径的关系。
①由得∴r越大，②由得∴r越大，③由得∴r越大，3、三种宇宙速度①第一宇宙速度（）：v1＝ km/s，人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度。
②第二宇宙速度（）：v2＝ km/s，使物体挣脱地球束缚，在地面附近的最小发射速度。
③第三宇宙速度（）：v3＝ km/s，使物体挣脱太阳引力束缚，在地面附近的最小发射速度。
4、同步卫星的特点：①同步卫星的周期T＝②同步卫星的高度H＝③同步卫星的线速度V＝④同步卫星一定都处在赤道上空（可证明）。
5、万有引力和重力：重力是由万有引力产生的，由于地球的自转，因而地球表面的物体随地球自转时需要向心力．重力实际上是万有引力的一个分力．另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力，如图所示，由于纬度的变化，物体做圆周运动的向心力F向不断变化，因而表面物体的重力随纬度的变化而变化，即重力加速度g随纬度变化而变化，从赤道到两极逐渐增大．通常的计算中因重力和万有引力相差不大，而认为两者相等，即m2g＝G, g ＝GM/r2常用来计算星球表面重力加速度的大小，在地球的同一纬度处，g随物体离地面高度的增大而减小，即g h＝GM/（r+h）2，比较得g h＝（）2·g在赤道处，物体的万有引力分解的两个分力F向和m2g 刚好在一条直线上，则有F＝F向＋m2g，所以m2g＝F－F向＝G－m2Rω自2因地球自转角速度很小G>>m2Rω自2,所以m2g＝ G假设地球自转加快，即ω自变大，由m2g＝G－m2Rω自2知物体的重力将变小，当G＝m2Rω自2时，m2g＝0，此时地球上物体无重力，但是它要求地球自转的角速度ω自＝，比现在地球自转角速度要大得多.典型例题1、万有引力定律及其适用条件：例1、如图所示，在一个半径为R、质量为M的均匀球体中，紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后，对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？分析：把整个球体对质点的引力看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和，即可得解．（1）有部分同学认为，如果先设法求出挖去球穴后的重心位置，然后把剩余部分的质量集中于这个重心上，应用万有引力公式求解．这是不正确的．万有引力存在于宇宙间任何两个物体之间，但计算万有引力的简单公式却只能适用于两个质点或均匀球体，挖去球穴后的剩余部分已不再是均匀球体了，不能直接使用这个公式计算引力．（2）如果题中的球穴挖在大球的正中央，根据同样道理可得剩余部分对球外质点m的引力上式表明，一个均质球壳对球外质点的引力跟把球壳的质量（7M/8）集中于球心时对质点的引力一样．解析：完整的均质球体对球外质点m的引力这个引力可以看成是：m挖去球穴后的剩余部分对质点的引力F1与半径为R/2的小球对质点的引力F2之和，即F＝F1+F2．因半径为R/2的小球质量M/为，则，所以挖去球穴后的剩余部分对球外质点m的引力。
第四节万有引力定律在天文学上的应用
第四节万有引⼒定律在天⽂学上的应⽤第四节万有引⼒定律在天⽂学上的应⽤知识要点：⼀、天体质量和密度的计算（以地球为例）1、“g、R”计算法：若已知地球半径R和地球表⾯的重⼒加速度g，依mg＝GMm/R2得M＝gR2/G，∴ρ＝M/V＝3g/4πGR“GM＝gR2”通常称为黄⾦代换式，在求解⼀些问题时很有⽤处。
2、“T、r”计算法：若已知地球的卫星（如⽉球）绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r，由GMm/r2＝m(2π/T)2r，得M＝4π2r3/GT2，∴ρ＝M/V＝3πr3/GT2R3。
若某⼀卫星绕地球在近地表⾯做圆周运动，则r＝R，此时ρ＝3π/GT2。
只需测定运⾏周期即可。
当然，向⼼⼒还有其他各种表述形式，如GMm/r2＝m(2π/T)2r＝mv2/r＝mω2r，可得M＝4π2r3/GT2＝v2r/G＝ω2r3/G。
因此只要知道某⼀天体的轨道半径与线速度、⾓速度、周期、频率中的某⼀个参数，就可算出吸引它做圆周运动的另⼀天体，也就是中⼼天体的质量和密度。
⼆、环绕同⼀天体做圆周运动的不同星体的运动参数关系1、运⾏速度（线速度）与半径的关系由GMm/r2＝mv2/r，可得v＝√GM/r，即v∝√1/r由此可以看出绕同⼀天体做圆周运动的各星体的线速度与轨道半径平⽅根成反⽐，即同⼀半径上各星体的线速度相等，轨道半径越⼤，线速度越⼩，⽽且线速度与它⾃⾝的质量m⽆关。
2、⾓速度与半径的关系由GMm/r2＝mω2r，可得ω＝√GM/r3，即ω∝√1/r3，由此可以看出绕同⼀天体做圆周运动的各星体的⾓速度与轨道半径的三次⽅的平⽅根成反⽐，即同⼀半径上各星体的线速度相等，轨道半径越⼤，线速度越⼩，⽽且线速度与它⾃⾝的质量m⽆关。
3、周期与半径的关系由GMm/r2＝m(2π/T)2r，可得T2＝4π2r3/GM，即T2∝r3，由此可以看出绕同⼀天体做圆周运动的各星体的周期的平⽅与轨道半径的三次⽅成正⽐（若将天体的实际随圆运动看作圆周运动，这就是开普勒第三定律），同⼀轨道上各星体的运动周期相等，轨道半径越⼤，周期越⼤。
第六章 万有引力定律(四、万有引力定律在天文学上的应用)
第六章万有引力定律（四、万有引力定律在天文学上的应用）这节课通过对一些天体运动的实例分析，使学生了解：通常物体之间的万有引力很小，常常觉察不出来，但在天体运动中，由于天体的质量很大，万有引力将起决定性作用，对天文学的发展起了很大的推动作用，其中一个重要的应用就是计算天体的质量。
1．把天体（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动，即f引=f向，用于计算天体（中心体）的质量，讨论卫星的速度、角速度、周期及2．在地面附近把万有引力看成物体的重力，即f引=mg.主要用这节内容是这一章的重点，这是万有引力定律在实际中的具体应用.主要知识点就是如何求中心体质量及其他应用，还是可发现未知天体的方法。
教学目标一知识目标1．了解行星绕恒星运动及卫星绕行星的运动的共同点：万有引2．了解万有引力定律在天文学上有重要应用。
3二通过万有引力定律在实际中的应用，培养学生理论联系实际的能教学重点1．人造卫星、月球绕地球的运动；行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。
2．会用已知条件求中心天体的质量。
教学难点教学步骤一12．万有引力常量的测出的物理意义。
答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等。
对了，万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应二(一）天体质量的计算提出问题引导学生思考：在天文学上，天体的质量无法直接测量，能否利用万有引力定律和前面学过的知识找到计算天体质量的方法呢？1．基本思路：在研究天体的运动问题中，我们近似地把一个天体绕另一个天体的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体作圆周运动的向心力。
2．计算表达式：例如：已知某一行星到太阳的距离为r，公转周期为t，太阳质量为多少？分析：设太阳质量为m，行星质量为m，由万有引力提供行星公转的向心力得：，∴提出问题引导学生思考：如何计算地球的质量？分析：应选定一颗绕地球转动的卫星，测定卫星的轨道半径和周期，利用上式求出地球质量。
万有引力定律及其在天文学上的应用
宇宙常数问题
宇宙常数是爱因斯坦在相对论中引入的一个 参数，用来描述空间中的恒定能量密度。然 而，观测数据表明，宇宙的膨胀速度并没有 减缓，这与宇宙常数的预测结果不符。
05
万有引力定律的未来展望
寻找暗物质和暗能量
暗物质
科学家们通过研究星系旋转速度和宇宙微波 背景辐射等观测数据，推断出暗物质的存在 。未来，通过更精确的观测设备和更先进的 探测技术，有望揭示暗物质的本质。
科学背景
在牛顿之前，科学家们已经对天体运 动有了一些了解，但还没有找到解释 其运动规律的理论基础。
万有引力定律的内容
01
任何两个物体都相互吸引，其引 力与它们的质量成正比，与它们 之间距离的平方成反比。
02
公式表示为： F=G*[(m1*m2)/(r^2)]，其中F表 示两物体之间的引力，G是自然界 的常量，m1和m2是两个物体的质 量，r是它们之间的距离。
微观世界的挑战
量子力学与万有引力定律的矛盾
在微观世界中，量子力学和万有引力定律在描述物质行为时存在不兼容性。
寻找统一理论
物理学家正在努力寻找一个能够统一量子力学和万有引力定律的理论框架，以解决微观 世界中存在的问题。
其他未解之谜
暗物质和暗能量
尽管万有引力定律在许多情况下都适用，但 在解释宇宙中暗物质和暗能量的行为时遇到 了困难。
万有引力定律及其在天文学 上的应用
目录
• 万有引力定律的概述 • 万有引力定律的证明 • 万有引力定律在天文学上的应用 • 万有引力定律的局限性 • 万有引力定律的未来展望
01
万有引力定律的概述
万有引力定律的发现
牛顿的苹果故事
据说，牛顿在树下休息时，看到一个 苹果从树上掉下来，这引发了他对重 力的思考。
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万有引力定律在天文学上的应用人造卫星一、教学目标1．通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，使学生初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为物体做圆周运动的向心力。
2．使学生对人造地球卫星的发射、运行等状况有初步了解，使多数学生在头脑中建立起较正确的图景。
二、重点、难点分析1．天体运动的向心力是由万有引力提供的，这一思路是本节课的重点。
2．第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度，它们的统一是本节课的难点。
三、教具自制同步卫星模型。
四、教学过程(一)引入新课1．复习提问：(1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速(2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？(对学生的回答予以纠正或肯定。
)(3)万有引力和重力的关系是什么？重力加速度的决定式是什么？(学生回答：地球表面物体受到的重力是物体受到地球万有引力的一个分力，但这个分力的大小基本等于物体受到地球的万有引力。
如不全面，教师予以补充。
)2．引课提问：根据前面我们所学习的知识，我们知道了所有物体之间都存在着相互作用的万有引力，而且这种万有引力在天体这类质量很大的物体之间是非常巨大的。
那么为什么这样巨大的引力没有把天体拉到一起呢？(可由学生讨论，教师归纳总结。
)因为天体都是运动的，比如恒星附近有一颗行星，它具有一定的速度，根据牛顿第一定律，如果不受外力，它将做匀速直线运动。
现在它受到恒星对它的万有引力，将偏离原来的运动方向。
这样，它既不能摆脱恒星的控制远离恒星，也不会被恒星吸引到一起，将围绕恒星做圆周运动。
此时，行星做圆周运动的向心力由恒星对它的万有引力提供。
(教师边讲解，边画板图。
)可见万有引力与天体的运动密切联系，我们这节课就要研究万有引力定律在天文学上的应用。
板书：万有引力定律在天文学上的应用人造卫星(二)教学过程1．研究天体运动的基本方法刚才我们分析了行星的运动，发现行星绕恒星做圆周运动，此时，恒星对行星的万有引力是行星做圆周运动的向心力。
其实，所有行星绕恒星或卫星绕行星的运动都可以基本上看成是匀速圆周运动。
这时运动的行星或卫星的受力情况也非常简单：它不可能受到弹力或摩擦力，所受到的力只有一种——万有引力。
万有引力作为其做圆周运动的向心力。
板书：F万=F向下面我们根据这一基本方法，研究几个天文学的问题。
(1)天体质量的计算如果我们知道了一个卫星绕行星运动的周期，知道了卫星运动的轨道半径，能否求出行星的质量呢？根据研究天体运动的基本方法：万有引力做向心力，F万=F向(指副板书)此时知道卫星的圆周运动周期，其向心力公式用哪个好呢？等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。
我们就可以得(2)卫星运行速度的比较下面我们再来看一个问题：某行星有两颗卫星，这两颗卫星的质量和轨道半径都不相同，哪颗卫星运动的速度快呢？我们仍然利用研究天体运动的基本方法：以万有引力做向心力F万=F向设行星质量为M，某颗卫星运动的轨道半径为r，此卫星质量为m，它受到行星对它的万有引力为(指副板书)于是我们得到等式两边都有m，可以约去，说明与卫星质量无关。
于是我们得到从公式可以看出，卫星的运行速度与其本身质量无关，与其轨道半径的平方根成反比。
轨道半径越大，运行速度越小；轨道半径越小，运行速度越大。
换句话说，离行星越近的卫星运动速度越大。
这是一个非常有用的结论，希望同学能够给予重视。
(3)海王星、冥王星的发现刚才我们研究的问题只是实际问题的一种近似，实际问题要复杂一些。
比如，行星绕太阳的运动轨道并不是正圆，而是椭圆；每颗行星受到的引力也不仅由太阳提供，除太阳的引力最大外，还要受到其他行星的引力。
这就需要更复杂一些的运算，而这种运算，导致了海王星、冥王星的发现。
200年前，人们认识的太阳系有7大行星：水星、金星、地球、火星、土星、木星和天王星，后来，人们发现最外面的行星——天王星的运行轨道与用万有引力定律计算出的有较大的偏差。
于是，有人推测，在天王星的轨道外侧可能还有一颗行星，它对天王星的引力使天王星的轨道发生偏离。
而且人们计算出这颗行星的可能轨道，并且在计算出的位置终于观测到了这颗新的行星，将它命名为海王星。
再后，又发现海王星的轨道也与计算值有偏差，人们进一步推测，海王星轨道外侧还有一颗行星，于是用同样的方法发现了冥王星。
可见万有引力定律在天文学中的应用价值。
2．人造地球卫星下面我们再来研究一下人造地球卫星的发射及运行情况。
(1)卫星的发射与运行最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题：在地面某一高处平抛一个物体，物体将走一条抛物线落回地面。
物体初速度越大，飞行距离越远。
考虑到地球是圆形的，应该是这样的图景：(板图)当抛出物体沿曲线轨道下落时，地面也沿球面向下弯曲，物体所受重力的方向也改变了。
当物体初速度足够大时，物体总要落向地面，总也落不到地面，就成为地球的卫星了。
从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的卫星，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时其重力提供了向心力。
其中，g为地球表面的重力加速度，约9.8m/s2。
R为地球的半径，约为6.4×106m。
代入数据我们可以算出速度为7.9×103m/s，也就是7.9km/s。
这个速度称为第一宇宙速度。
板书：第一宇宙速度v=7.9km/s第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫星的最小速度。
若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将在贴着地球表面的轨道上做匀速圆周运动。
若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在离地面远些的轨道上做圆周运动。
现在同学思考一个问题：刚才我们分析卫星绕行星运行时得到一个结论：卫星轨道离行星越远，其运动速度越小。
现在我们又得到一个结论：卫星的发射速度越大，其运行轨道离地面越远。
这两者是否矛盾呢？其实，它们并不矛盾，关键是我们要分清发射速度和运行速度是两个不同的速度：比如我们以10km/s的速度发射一颗卫星，由于发射速度大于7.9km/s，卫星不可能在地球表面飞行，将会远离地球表面。
而卫星远离地球表面的过程中，其在垂直地面方向的运动，相当于竖直上抛运动，卫星速度将变小。
当卫星速度减小到7.9km/s时，由于此时卫星离地球的距离比刚才大，根据万有引力定律，此时受到的引力比刚才小，仍不能使卫星在此高度绕地球运动，卫星还会继续远离地球。
卫星离地面更远了，速度也进一步减小，当速度减小到某一数值时，比如说5km/s时，卫星在这个位置受到的地球引力刚好满足卫星在这个轨道以这个速度运动所需向心力，卫星将在这个轨道上运动。
而此时的运行速度小于第一宇宙速度。
所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星地球运行的最大速度。
板书：第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。
如果物体发射的速度更大，达到或超过11.2km/s时，物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去。
11.2km/s这个速度称为第二宇宙速度。
板书：第二宇宙速度v=11.2km/s如果物体的发射速度再大，达到或超过16.7km/s时，物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。
16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。
板书：第三宇宙速度v=16.7km/s(2)同步通讯卫星下面我们再来研究一种卫星——同步通信卫星。
这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。
这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。
我们平时看电视实况转播时总听到解说员讲：正在通过太平洋上空或印度洋上空的通讯卫星转播电视实况，为什么北京上空没有同步卫星呢？大家来看一下模型(出示模型)：若在北纬或南纬某地上空真有一颗同步卫星，那么这颗卫星轨道平面的中心应是地轴上的某点，而不是地心，其需要的向心力也指向这一点。
而地球所能够提供的引力只能指向地心，所以北纬或南纬某地上空是不可能有同步卫星的。
另外由于同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以此卫星离地球的距离只能是一个定值。
换句话说，所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。
可见，空间位置也是一种资源。
(可视时间让学生推导同步卫星的高度)五、课堂小结本节课我们学习了如何用万有引力定律来研究天体运动的问题；掌握了万有引力是向心力这一研究天体运动的基本方法；了解了卫星的发射与运行的一些情况；知道了第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。
最后我们还了解了通讯卫星的有关情况，本节课我们学习的内容较多，希望及时复习。
六、说明1．设计思路：本节课是一节知识应用与扩展的课程，所以设计时注意加大知识含量，引起学生兴趣。
同时注意方法的培养，让学生养成用万有引力是天体运动的向心力这一基本方法研究问题的习惯，避免套公式的不良习惯。
围绕第一宇宙速度的讨论，让学生形成较正确的卫星运动图景。
2．同步卫星模型是用一地球仪改制而成，用一个小球当卫星，小球与地球仪用细线相连，细线的一端可在地球仪的不同纬度处固定。