人造卫星 宇宙速度
主讲人：市二中 周龙
教学目标：
认识目标：使学生了解人造卫星的有关知识,知道卫星的发射原理,知道三
个宇宙速度.
能力目标：会推导第一宇宙速度,理解v 、r 之间的关系,理解同步卫星必
须定点在赤道上方一定高度处.
情感目标：通过介绍我国航天事业的发展,加强学生的爱国主义教育.
教学过程：一、新课引入：课件展示：在地面上高度为h 的一点,以初速
度v 0向水平方向抛射的物体,将沿抛物线轨道落到地平面上.
二、授新课：
（一）人造卫星的原理
课件展示：人造卫星的原理图
（二）宇宙速度：
设地球质量为m /,卫星质量为m,卫星到地面的距离为r,卫星的环绕速度为
v,则有：
对于靠近地面运行的人造卫星,可以认为轨道半径r 与地球的半径R 近似
R
Gm v /= 将m /=5.89×1024kg,G=6.67×相等,则有：
10-11N.m 2/kg 2 R=6.37×106m 代入可将
或者：对于靠近地面运行的人造卫星,可以认为地球对卫星的引力差不多
等于卫星的重量mg,即：mg R m m G =21将
Gm /=gR 2将其代入R
Gm v /=
将
gR v = 将g=9.8m/s 2 R=6.37×106m 代入得s km v /9.7=
v=7.9km/s 第一宇宙速度绕地道行的最大环绕速度也是地球卫生的最小发射速度.
V=11.2km/s 第二宇宙速度 卫星挣脱地球束缚的最小发射速度.
V=16.7km/s 第三宇宙速度 卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度.
2、人造卫星的发射速度是决定其运行轨道的主要因素. 地球对人造卫星的万有引力为2/r
m m G F = 人造卫星绕地球做圆周运动所需的向心力r v m F 2/
= ①当F=F /时,人造卫星轨道为圆形
②当F ③F >F /时,人造卫星在朝低轨道做椭圆运动,否则坠落大气层
（三）同步卫星：必须定点在赤道上方一定高度 由32/2/w
Gm r mw r m m G r 将= 同步卫星距地高度km R w
Gm R r h 432/1059.3⨯=-=-=是一个定值. （四）问题探究
1、人造卫星中的超重、失重问题.
2、能否发射一颗周期为80分钟的人造卫星？
3、至少几颗同步卫星才能覆盖整个赤道？
4、如何发射人造卫星才最省力？
（五）STS 教育：
1、航天器中的动力问题：①火箭推进器②光帆推进器③离子推进器④弹弓效应⑤等离子与体帆推进器
2、黑洞
3、我国航天事业发展情况
三、总结新课
四、布置作业
