5.4 飞出地球去教学建议1.人造地球卫星的速度。人造卫星的速度的计算主要依据万有引力提供向心力,即 G Mmr2 =mv2r,由此得出卫星的速度 v=❑√GMr,常用于高空运行的人造卫星,其中 r=R+h(h 为卫星的高度、R为地球的半径)。而根据 mg=mv2R得出的 v=❑√ gR是沿地面附近做匀速圆周运动的人造卫星的速度(即第一宇宙速度)。2.人造卫星的能量。由公式 v=❑√GMr可以得出结论:卫星发射高度越大,其运动速度越小,动能也越小。但不要误解为“高度越大的卫星、总能量越小,因而发射也越容易”。因为高度越大的卫星重力势能越大,动能虽小但总能量(动能与势能之和)越大,发射越困难。3.人造卫星的超重、失重问题。人造卫星在发射升空时有一段加速运动,在返回地球时有一段减速运动,这两个过程加速度方向均向上,因而都是超重状态;人造卫星在沿圆轨道运行时处于失重状态,可联系学过的知识让学生进行分析。参考资料什么是天空?大家都知道“天空、航空、航天、宇宙”这些名词,但它们是如何来的?它们之间的关系又是怎样的呢?什么叫宇宙?我们的祖先早有科学的定义,所谓宇宙,就是空间和时间的总和。用爱因斯坦相对论的现代观点来说,就是四维时空体,即三维空间加一维时间的综合体。空间和时间是巨大而绵长的。根据生活、生产和科学活动的需要,人们将时间和空间一步步地细分。对时间来说,有年、月、日、时、分、秒、毫秒、微秒等,还有年代、世纪、千年、纪、代等,它们都有准确的物理含义。对空间来说,在航天时代到来以前,将宇宙空间区分为“地面”和“天空”,将很高的天空叫做“太空”就足够了。因为人类被地球引力禁锢在地面上,不得“越雷池一步”。有了气球和飞机以后,虽然可以离开地面,在地球大气层中航行,但仍无法超越地球大气层,进行宇宙航行。随着现代火箭的诞生,宇宙航行活动开始了。宇宙航行就是在广袤的宇宙空间中的航行活动,它的范围实在是太大了。20 世纪 80 年代初,我国著名科学家钱学森指出,宇宙航行应分为两个阶段,第一阶段冲出地球大气层,在太阳系范围以内活动,叫航天;第二阶段冲出太阳系,在银河系乃至河外星系活动,叫航宇。也有人认为,航天就是宇宙航行。不管如何,“航天”名称的诞生,将地面以上的“天空”划分为“空”和“天”了。“空”是指地球大气层空间,在那里的活动叫航空。“天”的范围过于广大,在实际使用中,又出现“深空和外太空”等将空间细分但与“太空”同义的名词,不过,这些名词缺乏精确的物理含义界定。若以“空(地球大气层空间)...
