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课题：人造卫星 宇宙速度
教学目的：
1． 知道三种宇宙速度的含义及数值
2． 理解地球同步卫星的运行周期、轨道平面、定点高度。
教学难点：
1．第一宇宙速度的推导
2．同步卫星的轨道平面
教学方法：启发引导
德育教育：通过对我们国家人造卫星方面取得的巨大成就，激发学生的爱国主义热情。
教具：多媒体
课时：1课时
教学过程：
引入：
在科技高速发展的今天， 人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。在50年代末到60年代初期，各国发射的人造卫星主要用于探测地球空间环境和进行各种卫星技术试验。60年代中期,人造卫星开始进入应用阶段,各种应用卫星先后投入使用。从70年代起，各种新型专用卫星相继出现，性能不断提高。
卫星应用技术经过几十年的发展，成功地应用于社会、经济、军事、科研等许多领域，带来巨大的社会和经济效益，在国民经济、国防建设、文化教育中的作用也越来越大。
简要介绍人造卫星的用途：
一、人造卫星按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星三大类。
1科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星。空间物理探测卫星是用来进行空间物理环境探测的人造卫星。
2技术试验卫星是用于新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中的新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料往往需要在轨道上进行试验，试验成功后才能投入使用。这类卫星数量最少，但试验内容广泛，如重力梯度稳定试验、生物对空间环境适应性试验、载人飞船生命保障系统和返回系统的验证试验、交会对接试验以及新遥感器的飞行试验等。它包括生物卫星、返回卫星等。
3应用卫星是直接为国民经济和军事服务的卫星。在所有的人造卫星中其种类最多、发射数量也最多。应用卫星按用途可分为通信卫星、气象卫星、测地卫星、地球资源卫星、导航卫星等。应用卫星主要有三大用途：无线电信号中继、对地观测平台、导航定位基准。
人造卫星有着这么重要的用途，那么发展人造卫星事业就有着重要的意义，可喜的是我们国家在这方面的技术水平居于世界前列。
看图片资料：
1970年4月24日21时35分，我国第一颗人造卫星“东方红”1号发射升空，21时48分进入预定轨道，21时50分传回了《东方红》乐曲,卫星运行轨道的近地点高度439km、远地点高度2384km、轨道平面与地球赤道平面的夹角68.5°、绕地球一圈114min、卫星质量173kg、用20.009MHz的频率向全世界播送《东方红》乐曲，东方红一号的成功发射标志着我国进入了太空时代。
另外我国还掌握了一箭多星技术和返回式卫星的技术（图片说明）
二 引入新课：
那么，如何发射人造卫星以及人造卫星在运动中具有什么样的运动规律，这节课我们就来探讨一下这些问题。
要使一个物体成为地球的卫星，如何来发射这个物体呢？早在几百年前，牛顿就提出了一个设想：
在地面某一高处平抛一个物体，物体将走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，应该是这样的图景：演示
当抛出物体沿曲线轨道下落时，地面也沿球面向下弯曲，物体所受重力的方向也改变了。当物体初速度足够大时，物体总要落向地面，总也落不到地面，就成为地球的卫星了。
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，成为一颗近地卫星。
提问：那么，这个最小速度取决于什么呢？
学生回答：此时卫星作圆周运动的向心力由万有引力来提供，所以此时的速度应该满足：
对于近地卫星，其作圆周运动的轨道半径约等于地球半径
在地球表面上，物体的重力近似等于物体所受的万有引力，即
由以上可得近地卫星的发射速度
带入数值得：v=7.9km/h
第一宇宙速度v=7.9km/s
物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，成为一颗近地卫星。第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。
2第二宇宙速度v=11.2km/s
物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去。
3第三宇宙速度v=16.7km/s
物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。 16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。
地球同步卫星
•
• 2 所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上，而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。
3 所有同步卫星距离地面的高度是一定的。
• 设地球的质量为M,地球的半径为R,同步卫星距离地面的高度为h,根据万有引力提供同步卫星作圆周运动的向心力
h=356000km 约为地球半径的5。6倍
三 习题练习：
1 关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星，正确的是（ ）
A 若其质量加倍，则轨道半径也要加倍
B 它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播
C 它以第一宇宙速度运行
D它运行的角速度与地球自转角速度相同
2 某星球质量是地球质量的两倍，半径是地球的一半，在该星球上发射卫星，其第一宇宙速度为多少？
• 分析：卫星运动所需的向心力由万有引力提供
由以上可以看出，该星球上的第一宇宙速度为地球上的两倍，所以该星球上的宇宙速度v=15.8km/s
小结：
第一宇宙速度v=7.9km/s物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，成为一颗近地卫星。第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。
第二宇宙速度v=11.2km/s物体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的行星或飞到其他行星上去。
第三宇宙速度v=16.7km/s物体将能够摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。16.7km/s这个速度称为第三宇宙速度。
地球同步卫星
1 卫星绕地球运动的角速度与地球自转的速度相同
2所有地球的同步卫星只能分布在赤道正上方的一条圆弧上
3 所有同步卫星距离地面的高度是一定的。
作业： 1课本110页练习二
• 2 完成«导与练»本节习题
• 3 2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议，会议鼓掌通过了把2005年定为物理年的决定，并把正式名称定为“国际物理年”。为纪念这一活动，请你搜集整理某一物理学的重大发现在人类社会发展中所做出的重要贡献。
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