鲁科版物理必修二52万有引力定律的应用教学4.pptVIP

（一）人造地球卫星 北京时间十二日九时整，万众瞩目的中国第二艘载人航天飞船神舟六号在酒泉卫星发射中心由神箭--长征二号F运载火箭发射升空。 （二）宇宙速度 发射速度和运行速度： （1）发射速度： 所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，如果发射速度小于第一宇宙速度，卫星就会象抛出的石头一样落回地面。所以，如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。 （2）运行速度： 是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。轨道半径越小，运行速度越大。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度就等于第一宇宙速度。越往外的轨道，速度越小，都小于第一宇宙速度。 所以，第一宇宙速度有两层含义： 一、是卫星进入轨道最小的发射速度。 二、是卫星进入轨道后最大的运行速度，即所有卫星的运行速度均小于第一宇宙速度。 大家想一想还有没有其它方法可以算出第一宇宙速度呢？ 由于卫星在地面附近运行时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力 提供，根据牛顿第二定律得 　　 2、第二宇宙速度 （三）地球同步卫星 * (1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？ (2)万有引力定律公式表达式？ (3)忽略星球自转，万有引力和重力的关系式？重力加速度的决定式？ 温故知新 方法二：发射一颗绕地球转动的人造卫星，测定它的轨道半径r和周期T，即可求出地球质量： 1.如何计算地球的质量? 方法一：若已知地球表面的重力加速度g和地球的半径R，可求出地球质量： 2、天体密度的计算 已知某卫星到地球的距离为r，运转周期为T，地球半径为R，则地球平均密度是多少？ 若此卫星在地球附近运转 r=R 为什么宇宙飞船能登上月球？为什么飞船能像月亮那样围绕地球运行？飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？ 话说牛顿被苹果砸到头以后很郁闷，在山上散步的时候顺手抓起地上的石头就往外扔，一次比一次用力，他发现石头的落地点也离自己越来越远。大家想想如果速度越来越大，可能会发生什么情况？ 大家知道人造卫星的构想是如何诞生的吗？ 人造卫星原理的描述 设地球和卫星的质量分别为m’和m，卫星的轨道半径为r。 这个速度是人造卫星环绕地球的运行速度。 对于靠近地球表面的人造卫星，可认为此时r近似等于地球的半径R，根据科学家们观测地球的半径R为 m，地球的质量 为 　 kg，G为 我们可以算得： 这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。我们就把这个速度称为第一宇宙速度，也叫环绕速度。 1.第一宇宙速度: 是不是只要发射速度大于7.9km/s，都会绕地球运行呢？ 卫星受到的万有引力已经不足以提供它绕地球做圆周运动所需的向心力，轨迹将会变成椭圆。如果发射速度继续增大，一直到大于11.2km/s，卫星就会脱离地球对它的引力，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、第三宇宙速度 达到第二宇宙速度的卫星还受太阳引力的束缚，如果要使它脱离太阳的引力，飞到太阳系以外的宇宙空间中去，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，我们把这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。 地球同步卫星的轨道是处于赤道的平面上。卫星轨道和赤道是同心同轴的。由于它的公转周期刚好等于地球自转的时间，所以它们的角速度也相等。因此从地球上看好像是静止在地球赤道的上空，因此这条轨道也被称为地球静止轨道。 由于它相对地球静止，它有特殊的功能。在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的设想已经早成为现实。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。但地球静止轨道只有一条，并且经科学家们发现，卫星要正常运行至少保持3度的距离，因此整个轨道上能够容纳的地球同步卫星只有多少颗啊？ 可见，地球静止轨道是非常宝贵的资源，也是各国争夺太空的焦点。我国是世界上能够发射地球同步卫星的少数国家之一。 四、发现未知天体 一个科学的理论，不但要能说明已知事实，而且要能预言当时不知道的事实。请同学们阅读课本P99--100并思考： 1、应用万有引力定律发现了什么行星？ 2、科学家是如何根据万有引力定律发现未知天体的? 天文学家在用牛顿的引力理论分析天王星运动时，发现单用太阳和其它行星对它引力作用，并不能圆满地作出解释。当时推测在天王星轨道外可能还有一个未发现的行星。 旅行者二号从100千米 以外拍摄到的海王星的 两个主要光环 1846年，德国科学家加勒在按万有引力定律计算的轨道位置附近，发现了“海王星”，和计算的位置只差