第六章　万有引力与航天

5　宇宙航行

学习目标

　　1.会推导第一宇宙速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度.

　　2.了解人造卫星的有关知识,知道近地卫星、同步卫星的特点.

　　3.培养学生探究问题的热情,乐于学习的品质.

自主探究

　　1.牛顿关于发射人造地球卫星的构想:地球对周围的物体有　　　　的作用,因而抛出的物体要　　　　.但是抛出的初速度越大,物体就会飞得越　　　　.当速度足够大时,物体就不会落回地面,将围绕地球运转,成为一颗绕地球运动的　　　　.

　　2.物体在地面附近绕地球做　　　　的速度,叫做第一宇宙速度.

　　3.在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于　　　　km/s,它就会克服　　　　的引力,永远离开地球,成为太阳的人造行星,这时的发射速度叫做第二宇宙速度.

　　4.在地面附近发射物体,当物体的速度等于或大于　　　　km/s,它就会挣脱　　　　的束缚,飞到太阳系以外,成为人造小恒星,这时的发射速度叫做第三宇宙速度.

　　5.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星在　　　　发射成功,卫星质量83.6kg,卫星绕地球运行周期为　　　　.1969年7月20日,人类成功登上月球.2003年10月15日,我国成功发射神舟五号载人飞船,把中国第一位航天员　　　　送入太空.

合作探究

　　一、牛顿的猜想

　　二、宇宙速度

　　1.第一宇宙速度

　　推导:

　　【想一想】有没有其他方法推导地球的第一宇宙速度?

　　人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则万有引力提供向心力,即:F万=F向,公式为　　　　=ma=　　　　=　　　　=　　　　;

　　①a=　　　　,可见随着轨道半径增大,卫星的向心加速度减小,向心力减小;

　　②ω=　　　　,随着轨道半径的增大,卫星的角速度　　　;

③T=　　　　,随着轨道半径的增大,卫星绕地球运行的周期　　　　,近地卫星的周期约为84.6min,其他卫星的周期都大于这个数值;