第3节飞向太空教学过程(一)明确目标(略)(二)重点、难点的学习与目标的完成过程1.卫星运动的速度,周期,加速度.卫星脱离助推火箭后,获得了一定的速度v,设卫星绕地球做圆周运动,其运行半径为r,根据万有引力等于向心力可得:G等式两边都有m,可以约去,说明卫星的速度与其质量无关,我们得到:(1)由·r得:T=(2)由G=ma得:a=G(3)从公式(1)、(2)、(3)式中可以看出,地球卫星的运动情况(速度、周期、加速度)是由r惟一决定的.轨道半径越大,卫星运行速度越小,周期越大,加速度越小;轨道半径越小,运行速度越大,周期越小,加速度越大.当卫星运动的半径等于地球半径为R时,卫星运动速度,周期和速度的大小分别为:v=7
9×m/s,T=5100s,a=9
8m/.所以所有的人造地球卫星的运行速度v<7
9×m/s,运行周期T>5100s,运行的加速度a<9
8m/.2.同步通讯卫星同步通讯卫星从地面上看,它总是某地的正上方,因而它的运动周期和地球自转周期相同;且它的轨道必然要和赤道平面处在同一个平面内(让学生讨论同步卫星为什么要满足这两个条件,并计算出同步卫星距地面的高度h)同步卫星一般用于通讯,我们平时看电视,实况转播等就是通过卫星实现的,我国已成功地发射了多颗同步卫星,丰富了我国人民的文化生活.3.卫星的发射速度最早研究人造卫星问题的是牛顿,他设想了这样一个问题,在地面某处平抛一个物体,物体将沿一条抛物线落回地面,物体初速度越大,飞行距离越远.考虑到地球是圆形的,如果初速度很大,抛出的物体总也落不到地面就成了人造地球卫星了.从刚才的分析我们知道,要想使物体成为地球的卫星,物体需要一个最小的发射速度,物体以这个速度发射时,能够刚好贴着地面绕地球飞行,此时万有引力F=mg,提供了卫星运动的向心力,即:mg=m我们可以求出这个最小速度v==7
9×m/s这个速度称为第一宇宙速度