人造地球衛(wèi)星教案(已修改)
2025-06-19 15:01 本頁面
【正文】 美景教育課程教案美景教育，描繪美好教育愿景！聯(lián)系電話：075788742137 羅村地址：時代傾城 339 號（靚家居側(cè)后）課題： 人造地球衛(wèi)星 課型： 一對二同步復(fù)習(xí)（基礎(chǔ)）科目： 物理 備課時間： 講師： 鄺飛云課程適合學(xué)生： 人教版高一學(xué)生教學(xué)目標教學(xué)內(nèi)容 人造地球衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、宇宙速度、人造衛(wèi)星的超重和失重重點 人造衛(wèi)星物理量的變化規(guī)律、同步衛(wèi)星的特征難點 靈活運用已知天體的物理量計算未知天體的物理量、靈活運用萬有引力和向心力計天體物理量知識導(dǎo)入：一、人造地球衛(wèi)星。這里特指繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，實際上大多數(shù)衛(wèi)星軌道是橢圓，而中學(xué)階段對做橢圓運動的衛(wèi)星一般不作定量分析。衛(wèi)星的軌道平面：由于地球衛(wèi)星做圓周運動的向心力是由萬有引力提供的，所以衛(wèi)星的軌道平面一定過地球球心，球球心一定在衛(wèi)星的軌道平面內(nèi)。原理：由于衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力充當(dāng)衛(wèi)星所需的向心力，于是有 人造衛(wèi)星運動的物理量：線速度、角速度、周期等：①向心加速度 與 r 的平方成反比。向a= 當(dāng) r 取其最小值時， 取得最大值。 a 向 max= =g=②線速度 v 與 r 的平方根成反比v= ∴當(dāng) h↑，v↓當(dāng) r 取其最小值地球半徑 R 時，v 取得最大值。 vmax= = =③角速度 與 r 的三分之三次方成反比?= ∴當(dāng) h↑，ω↓3GM當(dāng) r 取其最小值地球半徑 R 時， 取得最大值。 max= = ≈10－3 rad/s?3RGMgrTmrmrG222 )(?????美景教育課程教案美景教育，描繪美好教育愿景！聯(lián)系電話：075788742137 羅村地址：時代傾城 339 號（靚家居側(cè)后）④周期 T 與 r 的二分之三次方成正比。T=2 ∴當(dāng) h↑，T↑GM3?當(dāng) r 取其最小值地球半徑 R 時，T 取得最小值。 Tmin=2 =2 ≈84 minGMR3?g衛(wèi)星的能量：(類似原子模型 )r 增 v 減小(E K 減小=E p 增加) ，所以 E 總 增加。需克服引力做功越多，地面上需要的發(fā)?射速度越大【例 1】 如圖 6—5—1 所示，a、b、c 是地球大氣層外圓形軌道上運動的三顆衛(wèi)星，a 和 b 的質(zhì)量相等且小于 c 的質(zhì)量，則 ( )A．b 所需向心力最小B．b、c 的周期相同且大于 a 的周期C．b、c 的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度D．b、c 的線速度大小相等，且小于 a 的線速度【例 2】假如一做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增加到原來的 2 倍，仍做勻速圓周運動，則 ( )A．根據(jù)公式 v＝ ωr 可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的 2 倍B．根據(jù)公式 F＝ 可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的 1/2mv2rC．根據(jù)公式 F＝ G 可知地球提供的向心力將減小到原來的 1/4Mmr2D．根據(jù)上述 B 和 C 中給出的公式可知，衛(wèi)星運行的線速度將減小到原來的22【例 3】兩個人造地球衛(wèi)星，其軌道半徑之比 R1∶R 2=2∶1，求兩衛(wèi)星的（1）a 1∶a 2＝？ （2）v 1∶v 2=？（3）ω 1∶ω 2=？ （4）T 1∶T 2=？二．宇宙速度及其意義三個宇宙速度的值分別為第一宇宙速度：物體圍繞地球做勻速圓周運動所需要的最小發(fā)射速度（又叫最大環(huán)繞速度、近地環(huán)繞速度）其值為： km/?v第一宇宙速度的計算．方法一：地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力就是衛(wèi)星做圓周運動的向心力．G =m ，v= 。當(dāng) h↑，v↓，所以在地球表面附近衛(wèi)星的速度是它運行??2hrmM???rvhrGM?美景教育課程教案美景教育，描繪美好教育愿景！聯(lián)系電話：075788742137 羅村地址：時代傾城 339 號（靚家居側(cè)后）的最大速度。其大小為 r＞＞ h（地面附近）時， =7．910 3m/s1GMVr?方法二：在地面附近物體的重力近似地等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力，重力就是衛(wèi)星做圓周運動的向心力．．當(dāng) r＞＞h 時．g h≈g 所以 v1＝ =7．910 3m/s??21vmgr??gr第二宇宙速度（脫離速度）：如果衛(wèi)星的速大于 而小于 ，衛(wèi)星將做km/橢圓運動。當(dāng)衛(wèi)星的
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