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过

程

及

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法 环节一 明标自学 过程设计 引入新课

教师活动：

课件演示《人造卫星发射原理图》：平抛物体的速度逐渐增大，飞行距离也跟着增大，当速度足够大时，成为一颗绕地运转的卫星。牛顿曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现。今天，我们的科学家们把牛顿的猜想变成了现实。从上面学习可知，当平抛物体的初速度足够大时就可成为卫星。那么，大到什么程度就叫足够大了呢？下面我们来讨论这一个问题。

请同学们阅读教材有关内容，同时考虑下面几个问题.

自学内容：

1.卫星环绕地球运转的动力学方程是什么？

2.什么叫第一宇宙速度？什么叫第二宇宙速度？什么叫第三宇宙速度？ 教

学

过

程

及

方

法 环节二 合作释疑 环节三 点拨拓展 过程设计 合作释疑

一．宇宙速度

　　教师活动：引导学生深入探究

1、卫星绕地球运转的最小半径是多少？

2、结合卫星运转的动力学方程，推导第一宇宙速度。

　　学生活动：分组讨论，得出答案。

1、卫星运转的最小半径近似等于地球的半径，即在地球表面绕地运转。

2、由万有引力定律和牛顿第二定律，得

G=m ①

由于万有引力近似等于物体的重力，得

G=mg ②

由①、②两式得 v=

代入数据得 v=7.9km/s

人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时所必须具有的速度叫第一宇宙速度。

人造卫星绕地球做椭圆轨道运动时所具有的最大运转速度叫第二宇宙速度。

人造卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙中去时，所必须具有的速度叫第三宇宙速度。

点拨拓展

二、天体运动的线速度、角速度、周期及加速度与半径之间的关系

由有，利用公式有利用公式有，据有。

【牢记】：

结论：半径度越大，线速度越小

半径度越大，角速度越小

半径度越大，周期越大

半径度越大，向心加速度越小

例1、如图所示，，试比较四颗卫星的线速度、角速度、周期及加速度的大小关系。

例2、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为 ∶=1∶8，则轨道把轨道半径之比和运行速度之比分别为(　　 )

A.∶ = 4∶1 ∶ = 1∶2

B.∶ = 4∶1 ∶ = 2∶1

C.∶ = 1∶4 ∶ = 1∶2

D.∶ = 1∶4 ∶ = 2∶1

三．同步卫星

师：接着我们来认识一种非常重要的人造卫星：同步卫星。同步卫星又叫做通讯卫星。顾名思义，就是用于通讯的卫星。同步卫星的特点是与地球具有相同的角速度。那请同学们考虑考虑，同步卫星有哪些特点？

【牢记】

1、 周期一定

2、 角速度一定

3、 向心加速度大小一定

4、同步卫星一定在赤道平面。

5、同步卫星离地面的高度是确定的。