6.5－２人造卫星 宇宙速度（二）【教学目标】【教学目标】1、进一步理解人造卫星的运行原理以及卫星中的失重现象。2、知道同步卫星的知识及应用。【重点难点】【重点难点】同步卫星的特点及应用【教学方法】 【教学方法】 引导启发式【教学用具】 【教学用具】 【教学过程】【教学过程】新课引入人造卫星进入轨道后，在正常运行过程中，卫星是否处在平衡状态？卫星中的物体处于什么状态？一、人造卫星中的 “超重”和“失重”现象1、发射人造卫星时，卫星尚未进入轨道的加速过程和返回地面的减速过程中，由于具有竖直向上的加速度，卫星及卫星内的物体均处于超重状态。【例 1】火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空的，卫星中用弹簧秤悬挂一个质量 m=9kg 的物体，当卫星升到某高处时，火箭向上的加速 a＝5m／s2 ，弹簧秤的读数为 85N，那么此时卫星距地面的高度 h 是多少千米？（地球的半径取 6400km，g 取 10m／s2）2、轨道处的向心加速度：卫星正常运行时，地球对它的万有引力提供向心力，即 ， 则此向心加速度也等于轨道处的重力加速度（gh）：。3、卫星中的物体处于完全失重状态卫星中的物体跟随卫星一起绕地球作匀速圆周运动，受到的引力全部提供圆周运动所需要的向心力，其加速度即为轨道处的重力加速度，而对支持物没有弹力作用，处在完全失重状态。凡是工作原理与重力有关的仪器（如天平、水银气压计等）在卫星中都无法使用，凡是与重力有关的实验，在卫星中也无法进行。引导学生思考：在正常运行的卫星中，有一物体自行脱落，该物体作何种运动？引入：由于卫星受到的万有引力提供了它绕地球运行的向心力，轨道半径越大的卫星，运行速度越小，不同的卫星可能在不同的轨道上运行，满足什么样的条件，卫星能和地球自转同步呢？二、地球的同步卫星[高考资源网]1、同步卫星与地面相对静止，与地球自转同步，周期为 24h。2、同步卫星的运行方向与地球自转方向相同。3、同步卫星定点在赤道正上方，离地高度（轨道半径）、运行速率、角速度、周期是唯一确定的。分析：由于运行时，万有引力提供卫星运转的向心力，万有引力必须在轨道平面上，所以卫星的轨道平面必过地球中心，而同步卫星与地球自转同步，所以其轨道平面必定与赤道平面重合，且所有同步卫星都在赤道正上方。设地球质量 M，半径为 R，自转周期为 T，同步卫星质量 m，离地高度 h，由牛顿第二定律：（1）轨道半径（离地高度）：， ∴ 又 ∴（2）运行速率：...
