江苏省姜堰市第二中学人教版高中物理必修二教案6.5宇宙航行
【教案学案】物理必修二6.5宇宙航行
第六章 万有引力和航天第五节 宇宙航行编制 审核 编号[学习目标] 1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度．(重点) 2.掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系．(重点) 3.理解近地卫星、同步卫星的区别．(难点) 4.掌握卫星的变轨问题．(难点)基础知识[先填空]1．牛顿的“卫星设想”如图651所示，当物体的初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的人造卫星．图651 2．原理一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由地球对它的万有引力提供，即G Mm r2＝m v 2r ，则卫星在轨道上运行的线速度v ＝ 3．宇宙速度4.1957年10月，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星．1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球．2003年10月15日，我国航天员杨利伟踏入太空．2010年10月1日，我国的“嫦娥二号”探月卫星发射成功．2013年6月11日，我国的“神舟十号”飞船发射成功．[后判断]1．绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s.(×)2．在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s.(√)3．要发射一颗月球人造卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.(×)能力提升学生分组探究一 第一宇宙速度的理解与计算第1步探究——分层设问，破解疑难1．通常情况下人造卫星总是向东发射的，为什么？【提示】 由于地球的自转由西向东，如果我们顺着地球自转的方向，即向东发射卫星，就可以充分利用地球自转的速度，节省发射所需要的能量．2．我们要想往月球上发射一颗人造卫星，则发射速度必须要大于等于11.2 km/s 吗？【提示】 不需要.11.2 km/s 是使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度，而月球在地球引力的控制范围内．第2步结论——自我总结，素能培养1．第一宇宙速度的定义又叫环绕速度，是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v ＝7.9 km/s.2．第一宇宙速度的计算设地球的质量为M ，卫星的质量为m ，卫星到地心的距离为r ，卫星做匀速圆周运动的线速度为v ： 方法一：万有引力提供向心力→G Mm r 2＝m v 2r →v ＝GM r ――→r ＝R ＝6.4×106 m M ＝5.98×1024 kg v ＝7.9 km/s 方法二：重力提供向心力→mg ＝m v 2r →v ＝gr ――→r ＝R ＝6.4×106 m g ＝9.8 m/s2v ＝7.9 km/s 3．第一宇宙速度的推广 由第一宇宙速度的两种表达式可以看出，第一宇宙速度之值由中心星体决定，可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度，都应以v ＝GM r 或v ＝gr 表示，式中G 为万有引力常量，M 为中心星球的质量，g 为中心星球表面的重力加速度，r 为中心星球的半径．第3步例证——典例印证，思维深化若取地球的第一宇宙速度为8 km/s ，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )A ．16 km/sB ．32 km/sC ．4 km/sD ．2 km/s【答案】 A第4步巧练——精选习题，落实强化1．(2015·衡阳高一期末)某人在一星球上以速率v 竖直上抛一物体，经时间t 物体以速率v 落回手中，已知该星球的半径为R ，求这个星球上的第一宇宙速度．【解析】 由匀变速运动的规律可得，该星球表面的重力加速度为g ＝2v t ，第一宇宙速度即为卫星在星球表面附近绕它做匀速圆周运动的线速度，该星球对卫星的万有引力提供向心力，而万有引力又可近似认为和物体重力相等，所以有mg ＝m v 21R. 第一宇宙速度v 1＝ gR ＝ 2v R t .【答案】 2v R t2．质量相等的甲、乙两颗卫星分别贴近某星球表面和地球表面围绕其做匀速圆周运动，已知该星球和地球的密度相同，半径分别为R 和r ，则( )A ．甲、乙两颗卫星的加速度之比等于R ∶rB ．甲、乙两颗卫星所受的向心力之比等于1∶1C ．甲、乙两颗卫星的线速度之比等于1∶1D ．甲、乙两颗卫星的周期之比等于R ∶r【答案】 A学生分组探究二 卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系第1步探究——分层设问，破解疑难人造卫星的运行速度与其质量有关吗？【提示】 无关．由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝GM r ，可见人造卫星的运动速度与其质量无关． 第2步结论——自我总结，素能培养为了研究问题的方便，通常认为卫星绕地球做匀速圆周运动，向心力由万有引力提供．小．可以概括为“高轨低速长周期”．第3步例证——典例印证，思维深化图652如图652所示为在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星A 、B 、C ，下列说法正确的是( )A ．根据v ＝gR ，可知三颗卫星的线速度v A ＜vB ＜v CB ．根据万有引力定律，可知三颗卫星受到的万有引力F A ＞F B ＞F CC ．三颗卫星的向心加速度a A ＞a B ＞a CD ．三颗卫星运行的角速度ωA ＜ωB ＜ωC【答案】 C第4步巧练——精选习题，落实强化3．(2013·广东高考)如图653，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动．下列说法正确的是( )图653A ．甲的向心加速度比乙的小B ．甲的运行周期比乙的小C ．甲的角速度比乙的大D ．甲的线速度比乙的大【答案】 A4．“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想．机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落h 高度的时间为t ，已知月球半径为R ，自转周期为T ，引力常量为G .则( )A ．月球表面重力加速度为t 22hB ．月球第一宇宙速度为Rh tC ．月球质量为hR 2Gt2 D ．月球同步卫星离月球表面高度为3hR 2T 22π2t 2－R 【答案】 D专题突破专题一 卫星轨道和同步卫星1．人造地球卫星的轨道人造卫星的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道．(1)椭圆轨道：地心位于椭圆的一个焦点上．(2)圆轨道：卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所需的向心力由万有引力提供，由于万有引力指向地心，所以卫星的轨道圆心必然是地心，即卫星在以地心为圆心的轨道平面内绕地球做匀速圆周运动．图654总之，地球卫星的轨道平面可以与赤道平面成任意角度，但轨道平面一定过地心．当轨道平面与赤道平面重合时，称为赤道轨道；当轨道平面与赤道平面垂直时，即通过极点，称为极地轨道，如图654所示．2．地球同步卫星(1)定义：相对于地面静止的卫星，又叫静止卫星．(2)六个“一定”．①同步卫星的运行方向与地球自转方向一致．②同步卫星的运转周期与地球自转周期相同，T ＝24 h. ③同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度．④同步卫星的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同步卫星的高度固定不变．由GMm r 2＝mr ⎝⎛⎭⎫2πT 2知r ＝3GMT 24π2.由于T 一定，故r 一定，而r ＝R ＋h ，h 为同步卫星离地面的高度，h ＝3GMT 24π2－R .又因GM ＝gR 2，代入数据T ＝24 h ＝86 400 s ，g 取9.8 m/s 2，R ＝6.38×106 m ，得h ＝3.6×104 km.⑥同步卫星的环绕速度大小一定：设其运行速度为v ，由于G Mm (R ＋h )2＝m v 2R ＋h，所以v ＝GM R ＋h ＝gR 2R ＋h ＝9.8×(6.38×106)26.38×106＋3.6×107 m/s ＝3.1×103 m/s. 由于卫星在轨道上运动时，它受到的万有引力全部提供给了向心力，产生了向心加速度，因此卫星及卫星上的任何物体都处于完全失重状态．例1 已知某行星的半径为R ，以第一宇宙速度运行的近地卫星绕行星运动的周期为T ，该行星上发射的同步卫星的运行速度为v ，求同步卫星距行星表面高度为多少．【思路点拨】 解答该题应理解下列问题：(1)以第一宇宙速度运行的卫星即轨道半径r ＝R 的近地卫星．(2)同步卫星的绕行线速度为v .(3)两卫星都满足万有引力提供向心力．【解析】 同步卫星，由万有引力提供向心力，则：G Mm (R ＋h )2＝m v 2(R ＋h ). 同理，对近地卫星有G Mm R2＝m ⎝⎛⎭⎫2πT 2R . 由以上两式可得所求的高度为：h ＝4π2R 3T 2v2－R . 【答案】 4π2R 3T 2v2－R 例2．(2013·海南高考)“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍．下列说法正确的是( )A ．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B ．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C ．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的17D ．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的17【解析】 由GMm (R ＋h )2＝m (R ＋h )(2πT )2＝m v 2R ＋h ＝m (R ＋h )ω2＝ma 可得：T 静T 中＝(R ＋h 静)3(R ＋h 中)3≈2，ω静ω中＝⎝ ⎛⎭⎪⎫R ＋h 中R ＋h 静3≈12，v 静v 中＝R ＋h 中R ＋h 静≈0.71，a 静a 中＝(R ＋h 中R ＋h 静)2≈0.395，故只有A 正确． 【答案】 A例3．(2015·中山高一检测)关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是( )A ．已知它的质量是1.24 t ，若将它的质量增为2.48 t ，其同步轨道半径将变为原来的2倍B ．它的运行速度大于7.9 km/sC ．它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用它进行电视转播D ．它距地面的高度约为地球半径的5倍，故它的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的136【解析】 同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关，A 错；7.9 km/s 是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小，同步卫星距地面很高，故其运行速度小于7.9 km/s ，B 错；同步卫星只能在赤道的正上方，C 错；由G Mm r 2＝ma n 可得，同步卫星的加速度a n ＝G M r 2＝G M (6R )2＝136G M R 2＝136g ，故选项D 正确． 【答案】 D专题二 卫星的变轨问题1、卫星变轨问题的处理技巧a ．当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，由G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GM r ，由此可见轨道半径r 越大，线速度v 越小．当由于某原因速度v 突然改变时，若速度v 突然减小，则F＞m v 2r ，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆；若速度v 突然增大，则F ＜m v 2r，卫星将做离心运动，轨迹变为椭圆，此时可用开普勒第三定律分析其运动．b ．卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度也相同． 2判断卫星变轨时速度、加速度变化情况的思路a ．判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断．b ．判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒行星运动第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小．c ．判断卫星由圆轨道进入椭圆轨道或由椭圆轨道进入圆轨道时的速度大小如何变化时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析．d ．判断卫星的加速度大小时，可根据a ＝F m ＝G M r2判断．例1 如图655所示，某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )图655A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度【思路点拨】 (1)在两个圆轨道上运行速率大小的比较，可利用万有引力提供向心力来推导．(2)在不同轨道上经过同一点时的加速度大小的比较，可利用牛顿第二定律来判断．【解析】 由G Mm r 2＝m v 2r ＝mrω2得，v ＝GM r ，ω＝GM r 3，由于r 1＜r 3，所以v 1＞v 3，ω1＞ω3，A 、B 错；轨道1上的Q 点与轨道2上的Q 点是同一点，到地心的距离相同，根据万有引力定律及牛顿第二定律知，卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度等于它在轨道2上经过Q 点时的加速度，同理卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度，C 错，D 对．【答案】 D例2(2015·宜春高一检测)2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”探测器由“长征三号乙”运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，“嫦娥三号”的飞行轨道示意图如图656所示．假设“嫦娥三号”在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则以下说法正确的是()图656A．若已知“嫦娥三号”环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度B．“嫦娥三号”由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速C．“嫦娥三号”在从远月点P向近月点Q运动的过程中，加速度变大D．“嫦娥三号”在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度【解析】根据“嫦娥三号”环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量可以求出月球的质量，但是由于不知道月球的半径，故无法求出月球的密度，A错；“嫦娥三号”由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，轨道半径减小，故应让发动机点火使其减速，B错；“嫦娥三号”在从远月点P向近月点Q运动的过程中所受万有引力逐渐增大，故加速度变大，C对；“嫦娥三号”在环月段椭圆轨道上运动时离月球越近速度越大，故P点的速度小于Q点的速度，D错．【答案】C。
高中物理必修二教案-6.5宇宙航行21-人教版
人造卫星的角速度
ω=
卫星运行的周期
T=2π
课件再现推导过程，帮助全体学生达标。
课件出示人造卫星的运动规律：
在课件上出示学生思考讨论交流得出结论：
不同的人造地球卫星，其线速度大小、角速度大小、周期均与轨道半径r有关。人造卫星离地面越高，卫星环绕地球运动的线速度、角速度越小，周期T越大。
《宇宙航行——天体运动》教学设计
课名
宇宙航行
学科（版本）
人教版
章节
第六章第5节
学时
1学时
年级
高二
教学目标
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. 卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径的关系 4. 卫星的变轨问题
教学重点难点
以及措施
教学重点： 第一宇宙速度的推导．（以启发式教学为指导思想，采用以问题为中心的课堂教学模式，结合多媒体辅助教学）
通过教师讲演配合图片展示，激发学生的求知欲和民族自豪感，从而使课堂教学在一个良好的心理氛围中开始，诱发学习兴趣
多媒体素材的使用：图片展示。
教学目的
解读教学目标、重点、难点
展示解读教学目标、重点、难点
让学生清楚了解这节课的学习目标是什么，带着目的学习
多媒体展示教学目标
复习导入
复习将类比迁移的已经储备的知识：平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律及行星绕太阳的圆周运动
教学难点：卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和半径的关系（措施：采用类比法，类比行星绕太阳圆周运动有万有引力提供向心力进行引导学生自主推导）
学习者分析
通过前面的学习，学生已对平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律及行星绕太阳的圆周运动等已有一定的了解。在此基础上，通过教师合理引导，按照类比迁移规律科学地设计探究问题，促进学生探究，获得知识。尽管学生对天体运动的知识储备不足，猜想可能缺乏科学性，表达也许也还不够到位，但只要始终参与到学习情境中，通过对人造卫星原理、宇宙速度等宇宙航行知识的学习，就都能获得发展和提高，将对人类进行宇宙航行有一个更为系统的了解。同时，也会让学生产生对航天科学的热爱，增强民族自豪感和自信心。
新人教高中物理必修二6.5宇宙航行第二课时 课件 (共22张PPT)
【例题】 (多选)如图所示,甲、乙、丙是位于同
一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星, 甲、丙围
绕乙在半径为R的圆轨道上运行.若三颗星质量均为
M,万有引力常量为G,则( )
A. 甲星所受合外力为
5G M 2 4R 2来自B. 乙星所受合外力为 G M 2
R2
C. 甲星和丙星的线速度相同 D. 甲星和丙星的角速度相同
思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其
在高轨道上运行，应采取什么措施？
三、变轨
卫星变轨原理
V mA
F引
F引
G
Mm r2
F引＜F向 F引＞F向
F引 F向
F向
m
v2 r
M
在A点万有引力相同
A点速度—内小外大（在A点看轨迹）
卫星变轨原理
思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在 高轨道上运行，应采取什么措施？
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
对接方法：
• 飞船首先在比空间站低的轨道运 行，当运行到适当位置时，再加 速运行到一个椭圆轨道。
• 通过控制轨道使飞船跟空间站恰 好同时运行到两轨道的相切点， 此时飞船适当减速，便可实现对 接，如图示。
空间站
飞船
2、宇宙飞船和轨道空间站在同一轨道上运动， 若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了 追上轨道空间站，可采取的方法是： ( )
6.5 宇宙航行 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修2新课 第六章：万有引力定律 (6)
授课年级
高一
课题
§６.５ 宇宙航行
课程类型
新授课
课程导学目标
目标解读
1.了解人造地球卫星的最初构想。
2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。
3.知道三个宇宙速度的含义和数值,会推导第一宇宙速度。
4.了解人类及我国取得的航天成就。
学法指导
学生已对平抛运动、曲线运动的特点、万有引力定律已有一定的了解情境，促进学生探究，获得新知。
第二层级
小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评
主题1
计算第一宇宙速度
（１）展示牛顿的设想并播放模拟动画，引导学生思考当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来。它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造地球卫星。
（２）创设情景，引导学生推导第一宇宙速度，听学生表述、补充、点评
（１）观看动画，思考发射卫星的最小速度跟哪些因素有关。
根据自己的思考找出解决方案。
课外拓展
同步卫星相关知识、卫星的变轨运动
PPT课件
板书设计
PPT课件
记录要点
教师可在学生完成后作点评
学生在相应的位置做笔记。
PPT课件
第四层级
知识总结
教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结，之后可小组交流讨论。
PPT课件呈现
感悟收获
注意有代表性的收集一些学生的体会，以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写。
课前
准备
ppt课件、有关卫星发射和在轨运行的视频资料、微课等。研读教材，估计学生自主学习过程中可能出现的问题和疑难点，在导学案的基础上根据本班学生学习情况进行二次备课。
人教版高中物理必修二6.5宇宙航行教案(10)
宇宙航行教学设计一、教学分析1 课标要求:认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
2 学习对象分析1) 学生的年龄特点和认知特点高一的学生学习兴趣浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，具有更深层次的探究愿望。
在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡。
2)学习者在学习本课之前应具备的基本知识和技能知道万有引力定律及其应用条件，圆周运动相关知识。
3、学习者在即将学习的内容前已经具备的水平。
学生知道知道万有引力定律及其在天文学上的应用，引导学生把万有引力定律应用在宇宙速度上。
3 教学内容分析本节教材先介绍宇宙速度，然后介绍人类探索宇宙的历史和未来。
本节的重点是第一宇宙速度的推导，难点是人造地球卫星的发射速度和运行速度。
二、教学目标1知识与技能目标1）了解人造卫星的有关知识,正确理解人造卫星做圆周运动时,各物理量之间的关系。
2）会计算第一宇宙速度。
知道第二宇宙速度和第三宇宙速度2过程与方法目标1）通过第一宇宙速度的计算应用体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
2）观看有关人造地球卫星、航天飞机、空间站的录像片。
3）收集我国和世界航天事业发展历史和前景的资料，写出调查报告。
3情感态度与价值观通过搜集我国航天事业的成就的资料，激发学生的爱国热情。
三、教学(学习)过程(活动)设计宇宙速度最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题，在地面某处平抛一个物体，物体将沿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，如果初速度很大，抛出的物体总也落不到地面就成了人造地球卫星了．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，此时万有引力F ＝mg ，提供了卫星运动的向心力，即：mg ＝m Rv 2我们可以求出这个最小速度v ＝6104.68.9⨯⨯=gR ＝7.9×310m ／s这个速度称为第一宇宙速度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，物体将在椭圆轨道上离心运动．若物体发射的速度达到或超过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．11.2km ／s 称为第二宇宙速度，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束缚，飞到太阳系外．16.7km ／s 称为第三宇宙速度．卫星脱离助推火箭后，获得了一定的速度v ，设卫星绕地球做圆周运动，其运行半径为r ，根据万有引力等于向心力可得：G r v m rMm 22= 等式两边都有m ，可以约去，说明卫星的速度与其质量无关，我们得到：rGM v = （1） 由22)2(T m r Mm Gπ=·r 得： T ＝GMr 324π （2） 由G2r Mm ＝ma 得： a ＝G 2r M （3） 从公式（1）、（2）、（3）式中可以看出，地球卫星的运动情况（速度、周期、加速度）是由r 惟一决定的．轨道半径越大，卫星运行速度越小，周期越大，加速度越小；轨道半径越小，运行速度越大，周期越小，加速度越大．当卫星运动的半径等于地球半径为R 时，卫星运动速度，周期和速度的大小分别为：v ＝7.9×310m ／s ，T ＝5100s ，a ＝9.8m ／2s ．所以所有的人造地球卫星的运行速度v ＜7.9×310m ／s ，运行周期T ＞5100s ，运行的加速度a ＜9.8m ／2s ．问题：1、卫星是用什么发射升空的？回答：三级火箭2、卫星是怎样用火箭发射升空的？学生可以讨论并发表自己的观点．下面我们来看一道题目：例题2、1999年11月21日，我国“神州”号宇宙飞船成功发射并收回，这是我国航天史上重要的里程碑．新型“长征”运载火箭，将重达8.4t 的飞船向上送至近地轨道1，飞船与火箭分离后，在轨道1上以速度7.2km/s 绕地球作匀速圆周运动．试回答下列问题：（1）根据课文内容结合例题（2）（3）（4）问画出图示．（2）轨道1离地的高度约为：A 、8000kmB 、1600kmC 、6400kmD 、42000km 解：由万有引力定律得：r v m rMm G 22= 解得：r =1600km故选（B ）（3）飞船在轨道1上运行几周后，在Q 点开启发动机短时间向外喷射高速气体使飞船加速，关闭发动机后飞船沿椭圆轨道2运行，到达P 点开启发动机再次使飞船加速，使飞船速率符合圆轨道3的要求，进入轨道3后绕地球作圆周运动，利用同样的方法使飞船离地球越来越远，飞船在轨道2上从Q 点到P 点过程中，速率将如何变化？ 解：由万有引力定律得：r v m rMm G 22= 解得：rGM v =所以飞船在轨道2上从Q点到P点过程中，速率将减小．（4）飞船在轨道1、2、3上正常运行时：①飞船在轨道1上的速率与轨道3上的速率哪个大？为什么？回答：轨道1上的速率大．②飞船在轨道1上经过Q点的加速度与飞船在轨道2上经过Q点的加速度哪个大？为什么？回答：一样大③飞船在轨道1上经过Q点的加速度与飞船在轨道3上经过P点的加速度哪个大？为什么？回答：轨道1上的加速度大．一）梦想成真按小组分工协作，利用互联网络搜集有关人类探索太空的资料进行交流。
人教版必修二6.5《宇宙航行》精品.
(
2
T
)2
(R
地
h)h
3
解得h
GM 地T 2
4 2
R地
3.6 104 km
5.6R地
地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h ？
同步卫星
为了卫星之间不互相干扰， 大约3°左右才能放置1颗，这样 地球的同步卫星只能有120颗。可 见，空间位置也是一种资源。
凡是人造卫星的问题都可从下列关 系去列运动方程，即:
• 教学重点： 第一宇宙速度的推导． • 教学难点：运行速率与轨道半径之间的关系． • 教学方法 ：探究、讲授、讨论、练习 • 教具准备：录像资料、多媒体
一、人造卫星的发射原理 二、宇宙速度 三、人造卫星的运动规律 四、地球同步卫星
一、人造卫星的发射原理
牛顿设想： 抛出速度很大时，物体就不会落加地面
设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星 在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。
那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的
速度v如何推算？
G
Mm r2
m
v2 r
v GM r
v 1 r
卫星离地心越远，它运行的速度越慢。
近地面的卫星的速度是多少呢？
已 知 ： G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
高中物理新必修２ 系列
序言
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人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行公开课教学课件共38张PPT
二、宇宙速度
1.第一宇宙速度（v=7.9km/s）：
(1)定义：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运 动的速度。
（2）第一宇宙速度的理解： 第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度， 也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。
（3）注意：
其它星球求第一宇宙速度的方法同地球的，只是 数值不同。
探究问题5：
2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面 的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名 宇航员全部遇难（其中有6名美国人、1名以色列 人） 无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往 宇宙的道路。
三、梦想成真
2.中国航天史
1970年， “东方ห้องสมุดไป่ตู้”1号， 中国第一颗人造卫星。中 国是第五个能自行发射卫 星的国家。
如果发射卫星的速度大于7.9km/s，物体又会 做什么运动？
思考1：相切点的速度哪个轨道的大？ 外轨道的大 思考2：相切点的加速度哪个轨道的大？一样大 v 增大
Main Idea
人造 卫星
2.第二宇宙速度（大小：v=11.2km/s ）：
（1）定义：当物体的速度大于或等于11.2km/s
时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。 （又叫逃逸速度） 这个速度叫第二宇宙速度。
要求结果保留2位有效数字。
二、宇宙速度
1.第一宇宙速度（v=7.9km/s）：
(1)定义：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运 动的速度。
Mm v 方法1：G 2 m R R
2
v 方法2： m g m R
2
探究问题3：
第一宇宙速度的理解
1.向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个需
要的发射速度大？为什么？ 高轨道卫星的大 2.高轨道卫星与近地卫星相比哪个环绕速度大？ 为什么? GMm mv 2 2 r r
精选-高一物理必修二第六章：6.5宇宙航行-word文档
第五节 人造卫星 宇宙速度●本节教材分析本节教材重点讲述了人造地球卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度，应使学生确切地理解，第一宇宙速度是卫星轨道半径等于地球半径时，即卫星在地面附近，环绕地球做匀速圆周运动的速度，当轨道半径r 大地球半径时，卫星绕地球做匀速圆周运动的速度变小.在实际教学时，学生常据课本图6—4所描述的情况得出离地球表面越高的地方，其运行速度越大的错误结论，对此可向学生说明：卫星在椭圆轨道上运行时，它在各点的速度大小是不同的，在近地点速度最大，以后逐渐就小，在远地点速度最小.虽然公式rGM v 只适用于描述做匀速圆周运动的卫星，但是由椭圆轨道上卫星的运行情况，也可以大致印证当r 变大时，v 变小.●教学目标一、知识目标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.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次.4.了解宇宙大爆炸理论.通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知识解决问题的能力.1.通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情.2.通过简述宇宙的产生过程，使学生明确宇宙将如何演化下去的问题需要我们不断地去探索增强学生学习物理的兴趣.●教学重点1.第一宇宙速度的推导.2.运行速率与轨道半径之间的关系.●教学难点运行速率与轨道半径之间的关系.●教学方法1.关于第一宇宙速度和地球同步卫星轨道的教学，采用电教法、推导法、归纳法、讲授法等综合教法进行.2.关于天体的几个层次的教学，采用电教法、讲授法进行.●教学用具投影片、CAI 课件（牛顿描绘的人造卫星原理图）、有关天体的录像资料.●教学过程用投影片出示本节课的学习目标.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.了解行星、恒星和星系等概念，知道宇宙的几个主要天体层次.4.了解宇宙大爆炸理论.●教学步骤1.问：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同学生：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远. 教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？学生进行猜想.教师总结，并用多媒体模拟.如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星.2.引入：那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？本节课我们就来1.设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转.学生：由卫星所受地球的万有引力来提供.学生：r v m rMm G 22= ③所以我们得到rGM v = 教师：在公式中，M 为地球质量，G 为引力恒量，r 为卫星轨道半径.此式为卫星绕地球正常运转的线速度的表达式.2.讨论v 与r学生：由于GM 一定，r 越小，线速度v 越大，反之，r 越大，v 越小.教师：由此我们得到：距地面越高的卫星运转速率越小.那么，是向高轨道发射困难，学生：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功.3.对于靠近地面运行的人造卫星，求解它绕地球的速率.①学生解答.②在多媒体实物投影仪上抽查展示解题过程.对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r 近似等于地球的半径R ，则③教师：这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度. 4.第一宇宙速度v =7.9km/s一是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小速度.二是卫星进入轨道正常运转的最大环绕速度，即所有卫星的环绕速度均小于7.9km/s.过渡：如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,此时卫星的运行轨道又如何呢？5.①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆.②当物体的速度等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度.③达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力，如果使卫星的速度等于或者大于16.7km/s,这个速度叫做第三宇宙速度.(二）用多媒体放映“航天技术的发展和宇宙航行”的录像资料，使学生了解我国在航天技术上所取得的巨大成就.教师：在万有引力的应用中，我们谈到了利用万有引力定律发现了海王星和冥王星，本1.学生阅读课文.2.学生总结天体的层次.3.用多媒体展示天体各层次的实例.4.宇宙大爆炸理论认为：宇宙起源于约二百亿年前的一次大爆炸，爆炸初期，宇宙中现在可以看到的所有物质都聚积在一起，宇宙的密度非常大，温度非常高，随着宇宙的不断膨胀，温度逐渐下降.星系、恒星、行星、生命等逐渐形成，直至现在我们所处的这个宇宙.现代观测表明，除了银河系附近几个星系外，几乎所有的星系都在远离银河系，而且远离的速度与距离成正比，这说明宇宙在膨胀着，这一事实为宇宙大爆炸理论奠定了基础.②学生据课文内容，想象今后的宇宙将怎样发展演化下去.③教师：有关宇宙是怎样产生的，又将如何演化下去等问题还有许多课题需要我们不断地去研究、探索，希望同学们努力学习，将来投入到这一研究中.1.发射一个用来转播电视节目的同步卫星，应使它与地面相对静止，已知地球半径为6400km,2.宇航员坐在人造卫星里，试说明卫星在发射过程中人为什么会产生超重现象？当卫星1.第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s2.第二宇宙速度（脱离速度）v2=11.2km/s3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s2.行星—恒星—星团—星系—（一）课本P110练习二的（3），（4），（5），（6），（7）.1.要使人造卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度是 km/s.要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，必须使它的轨道速度等于或大于 km/s ，要使它飞行到太阳系以外的地方，它的速度必须等于或大于 km/s. 2.A. B.C.D.3.在环绕地球运行的宇宙飞船的实验舱内，下面几项实验中可以正常进行的是A.用天平称物体的质量B.C.上紧闹钟上的发条D.4.某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量A.行星的半径B.C.卫星运行的线速度D.5.A.如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和C.原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星D.一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，6.某人造卫星距地面的高度为h ，地球半径为R ，质量为M ，地面重力加速度为g ，万有引力恒量为G .（1）试分别用h 、R 、M 、G 表示卫星的周期T 、线速度v 和角速度ω.（2）试分别用h 、R 、g 表示卫星的周期T 、线速度v 和角速度ω.7.从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回地球被吸收，光速为c ，光讯号往复经历的时间为t ,地球的半径为R ，月球的半径为r ,月球绕地球转动的周期为T ，试求地球的质量.1.7.9 11.2 16.72.BC3.CD4.D5.AB6.(1) 33)(;;)(2h R GM h R GM v GM h R T +=+=+=ωπ （２）33)(;;)(2h R g R h R g R v g h R R T +=+=+=ωπ7.)22(2322ct r R GT ++π1.具有第一宇宙速度的人造地球卫星的周期是 秒，要想发射一颗周期为80分2.关于人造地球卫星，下列说法正确的是 （已知地球半径6400 km A.B.运行的速率可能等于8km/sC.D.运行的周期可能等于80min3.假设同步卫星的轨道半径是地球轨道半径的nA.同步卫星的向心加速度是赤道上物体向心加速度的（n +1B.同步卫星的向心加速度是赤道上物体向心加速度的nC.同步卫星的向心加速度是赤道上物体加速度的21n D.同步卫星的向心加速度是赤道上物体重力加速度的n4.两颗人造卫星A 和B 的质量之比为1∶2，它们的轨道半径之比为3∶1，某时刻它们A.线速度之比v A ∶v B =1∶3B.向心加速度之比a A ∶a B =1∶3C.向心力之比F A ∶F B =1∶18D.周期之比T A ∶T B =3∶15.宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形的轨道上运动，设地球绕太阳运行的周期为a ,如果轨道半径是地球轨道半径的9A.3aB.9aC.27aD.81a6.我国在1984年4月8日成功发射了一颗试验通讯卫星.1986年2月1日又成功地发射了一颗实用通讯卫星.这两颗卫星都是地球同步卫星，设这二颗卫星运行周期之比21T T A =,轨道半径比21R R B =，角速度之比21ωω=C .向心加速度之比21a a D =,A.A =B =C =D =1B.A =B =1;C =D =2C.A =B =2;C =D =1D.A =B =C =D =21.5075;不可能2.C3.B4.C5.C6.A。
高中物理6.5宇宙航行教案1新人教版必修2
6.5 宇宙航行（1）中国书法艺术说课教案今天我要说课的题目是中国书法艺术，下面我将从教材分析、教学方法、教学过程、课堂评价四个方面对这堂课进行设计。
一、教材分析：本节课讲的是中国书法艺术主要是为了提高学生对书法基础知识的掌握，让学生开始对书法的入门学习有一定了解。
书法作为中国特有的一门线条艺术，在书写中与笔、墨、纸、砚相得益彰，是中国人民勤劳智慧的结晶，是举世公认的艺术奇葩。
早在5000年以前的甲骨文就初露端倪，书法从文字产生到形成文字的书写体系，几经变革创造了多种体式的书写艺术。
1、教学目标：使学生了解书法的发展史概况和特点及书法的总体情况，通过分析代表作品，获得如何欣赏书法作品的知识，并能作简单的书法练习。
2、教学重点与难点：（一）教学重点了解中国书法的基础知识，掌握其基本特点，进行大量的书法练习。
（二）教学难点：如何感受、认识书法作品中的线条美、结构美、气韵美。
3、教具准备：粉笔，钢笔，书写纸等。
4、课时：一课时二、教学方法：要让学生在教学过程中有所收获，并达到一定的教学目标，在本节课的教学中，我将采用欣赏法、讲授法、练习法来设计本节课。
（1）欣赏法：通过幻灯片让学生欣赏大量优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。
（2）讲授法：讲解书法文字的发展简史，和形式特征，让学生对书法作进一步的了解和认识，通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！（3）练习法：为了使学生充分了解、认识书法名家名作的书法功底和技巧，请学生进行局部临摹练习。
三、教学过程：（一）组织教学让学生准备好上课用的工具，如钢笔，书与纸等;做好上课准备，以便在以下的教学过程中有一个良好的学习气氛。
（二）引入新课，通过对上节课所学知识的总结，让学生认识到学习书法的意义和重要性！（三）讲授新课1、在讲授新课之前，通过大量幻灯片让学生欣赏一些优秀的书法作品，使学生对书法产生浓厚的兴趣。
2、讲解书法文字的发展简史和形式特征，让学生对书法作品进一步的了解和认识通过对书法理论的了解，更深刻的认识书法，从而为以后的书法练习作重要铺垫！A书法文字发展简史：①古文字系统甲古文——钟鼎文——篆书早在5000年以前我们中华民族的祖先就在龟甲、兽骨上刻出了许多用于记载占卜、天文历法、医术的原始文字“甲骨文”；到了夏商周时期，由于生产力的发展，人们掌握了金属的治炼技术，便在金属器皿上铸上当时的一些天文，历法等情况，这就是“钟鼎文”（又名金文）；秦统一全国以后为了方便政治、经济、文化的交流，便将各国纷杂的文字统一为“秦篆”，为了有别于以前的大篆又称小篆。
人教版高中物理必修二6.5宇宙航行
人类对未知太空的探索永不止歇
中国的航天事业飞速发展圆了飞天之梦
知识回顾
上节课我们学习了用万有引力定律计
算天体的质量，请同学们回忆其推导过程。
G
Mm r2
m
2r
2
T
G
Mm r2
4 2mr
T2
M
4 2r 3
GT 2
其中M是中心天体的质量，m是环绕天体 的质量，r是中心天体与环绕天体之间的距离， ω是环绕天体公转的角速度，T是公转周期。
v2 11.2km/ s
第三宇宙速度——使卫星挣脱太阳引 力束缚的最小发射速度
v3 16.7km/ s
3.梦想成真
飞天的梦想已然成真，人类已经迈向了太 空，进入更为深远的探索。
课堂练习
1 .关于地球的第一宇宙速度，下列说法 中正确的是（BC ）
A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度 D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度
本节导航
1.牛顿的假想 2.宇宙速度 3.梦想成真
教学目标
知识与能力
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。
过程与方法
通过用万有引力定律推导第一宇宙速度。 培养学生运用知识解决问题的能力。
情感态度与价值观
1. 通过介绍我国在卫星发射方面的情况。激 发学生的爱国热情。
地球和月亮只是茫茫宇宙中的两粒尘埃， 还有更为广阔的未知世界需要我们去探索。
课堂小结
1 .牛顿的假想
从高山上水平抛出的物体如果速度足够 大，他将绕地球运动，成为人造地球卫星。
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6.5宇宙航行
课 题 6.5宇宙航行
备课时间 上课时间 总课时数
课程
目标
知识与
技能
1、了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运
动时，各物理量之间的关系。
2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
过程与 方法 通过用万有引力定律来推导第一宇宙速度，培养学生运用知
识解决问题的能力。
情感态度与价值观 1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。
2、感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人
生价值观。
教学重点
对第一宇宙速度的推导过程和方法，了解第一宇宙速度的应
用领域。
教学难点
1、人造地球卫星的发射速度与运行速度的区别。
2、掌握有关人造卫星计算及计算过程中的一些代换。
教学过程 二次备课
引入新课
1、1957年前苏联发射了第一颗人造地球卫星，开创了人类航天时
代的新纪元。我国在70年代发射第一颗卫星以来，相继发射了多
颗不同种类的卫星，掌握了卫星回收技术和“一箭多星”技术，99
年发射了“神舟”号试验飞船。这节课，我们要学习有关人造地球
卫星的知识。
放映一段录像资料，简单了解卫星的一些资料。（提高学生的学习
兴趣）
2、在上几节的学习中，大家已经了解了人造卫星在绕地球运行的
规律，请大家回忆一下卫星运行的动力学方程。（课件投影）
（1）人造卫星绕地球运行的动力学原因：
人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造
卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
（2）人造卫星的运行速度：
设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提
供向心力，则 22MmvGmrr， ∴GMvr，
可见：高轨道上运行的卫星，线速度小。
提出问题：角速度和周期与轨道半径的关系呢？
3
vGM
rr
， 322rTGM
可见：高轨道上运行的卫星，角速度小，周期长
提问：卫星在地球上空绕行时遵循这样的规律，那卫星是如何发射
到地球上空的呢？
新课讲解
1、牛顿对人造卫星原理的描绘：
设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程
就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，
将和月球一样成为地球的一颗卫星。 课件投影。
引入：高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？这就需要
看卫星的发射速度，而不是运行速度
2、宇宙速度
（1）第一宇宙速度
问题：牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附
近绕地球做匀速圆周运动？地球半径为6370km。
分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引
力提供向心力：22MmVGmRR， 得：GMvR
结论：如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为
一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运
动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于
7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
⑵意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周
运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。
师生共同讨论：
在地面附近，物体的万有引力等于重力，此力天空卫星做圆周运动
的向心力，能否从这一角度来推导第一宇宙速度呢？
mg= mv2/r v=gr ≈7.9km/s
提出问题：我们能否发射一颗周期为70min的人造地球卫星呢？
（提示：算一算近地卫星其周期是多少？近地卫星由于半径最小，
其运行周期最小。）
（2）第二宇宙速度：大小211.2/vkms。
意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小
发射速度，也称为脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动
的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，
不再绕地球运行。
（3）第三宇宙速度：大小316.7/vkms。
意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。
注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭
圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫
星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。
3、人造卫星的发射速度与运行速度
（1）发射速度：
发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后
再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一
宇宙速度。
（2）运行速度：
运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当
卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的
轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。
3．同步卫星
所谓同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，
T=24h，同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定
的。同步卫星也叫通讯卫星。
由)()2()(22hRTmhRMmG得：h=RGMT3224
（T为地球自转周期，M、R分别为地球的质量，半径）。
代入数值得h=m7106.3。
四、课堂小结
让学生概括总结本节的内容。
五、作业：
【板书设计】
一、卫星运行的动力学方程：Fn＝F
引
GMm/r2 =ma=mv2/r =mω2r
二、宇宙速度：
1.第一宇宙速度 V1=7.9km/s (环绕速度)
推导过程
此速度是卫星发射的最小速度,也是卫星运行的最大环绕速度
2. 第二宇宙速度 V2=11.2km/s (脱离速度)
3. 第三宇宙速度 V3=16.7km/s (逃逸速度)
三、梦想成真 中国探索太空的成就
教学后记：