优化方案必修2第六章第五节宇宙行第六节经典力学的局限性.ppt
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1、基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天第六节第六节 经典力学的局限性经典力学的局限性第五节第五节 宇宙航行宇宙航行基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天学习目标:学习目标:1.1.会推导第一宇宙速度,知道会推导第一宇宙速度,知道第二宇宙速度和第三宇宙速度第二宇宙速度和第三宇宙速度.2.2.了解人造卫星的有关知识,知道近地卫
2、了解人造卫星的有关知识,知道近地卫星、同步卫星的特点星、同步卫星的特点.3.3.了解经典力学的发展历程和伟大成就,了解经典力学的发展历程和伟大成就,知道经典力学与相对论、量子力学的关系知道经典力学与相对论、量子力学的关系.重点难点:宇宙速度及人造卫星的有关问重点难点:宇宙速度及人造卫星的有关问题题.易错问题:对卫星的运行速度与发射速度易错问题:对卫星的运行速度与发射速度的区别判断错误的区别判断错误.课课课课标标标标定定定定位位位位基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与
3、与航航天天基础知识梳理基础知识梳理一、宇宙速度一、宇宙速度1.1.第一宇宙速度第一宇宙速度(1 1)大小:)大小:_ _ km/s(2 2)意义:)意义:卫星环绕地球表面运行的速度,也是绕卫星环绕地球表面运行的速度,也是绕地球做地球做_的最大速度的最大速度.使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度使卫星绕地球做匀速圆周运动的最小地面发射速度.2.2.第二宇宙速度第二宇宙速度(1 1)大小:)大小:_ _ km/s(2 2)意义:使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射)意义:使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度速度.7.97.9匀速圆周运动匀速圆周运动11.211.2基础知识梳理基础知识梳
4、理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天3.3.第三宇宙速度第三宇宙速度(1 1)大小:)大小:16.7 km/s16.7 km/s(2 2)意义:使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面)意义:使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度发射速度.二、同步卫星二、同步卫星同步卫星就是相对于地球静止的卫星,它只能处同步卫星就是相对于地球静止的卫星,它只能处于赤道上空,它的运动周期是于赤道上空,它的运动周期是24 h.24 h.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标
5、自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天三、经典力学的局限性三、经典力学的局限性1.1.牛顿力学即经典力学只适用于宏观、低速运动的牛顿力学即经典力学只适用于宏观、低速运动的物体,不适用于微观、高速运动的物体物体,不适用于微观、高速运动的物体.2.2.微观粒子的运动规律遵守普朗克的量子理论微观粒子的运动规律遵守普朗克的量子理论;高高速运动的物体遵守爱因斯坦的狭义相对论速运动的物体遵守爱因斯坦的狭义相对论;强相互强相互作用和弱相互作用都遵守爱因斯坦的广义相对论作用和弱相互作用都遵守爱因斯坦的广义相对论.基础知识梳理基础知识梳理核心
6、要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天三、经典力学的局限性三、经典力学的局限性1.1.牛顿力学即经典力学只适用于牛顿力学即经典力学只适用于_的物体,不适用于的物体,不适用于_的物体的物体.2.2.微观粒子的运动规律遵守普朗克的量子理论微观粒子的运动规律遵守普朗克的量子理论;高速运动的物体遵守爱因斯坦的高速运动的物体遵守爱因斯坦的_;_;强相互作用和弱相互作用都遵强相互作用和弱相互作用都遵守爱因斯坦的守爱因斯坦的_._.宏观、低速运动宏观、低速运动微观、高速运动微观、高速运动狭义相对论狭
7、义相对论广义广义相对论相对论基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天核心要点突破核心要点突破一、对第一宇宙速度的理解和推导一、对第一宇宙速度的理解和推导第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近围绕地球做第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近围绕地球做匀速圆周运动的环绕速度匀速圆周运动的环绕速度,通常称为环绕速度通常称为环绕速度.人造地球卫星运动所需的向心力由万有引力提供人造地球卫星运动所需的向心力由万有引力提供,所所以以 ,由此解得由此解得 .由由 ,取,取卫星环绕
8、地球运转的轨道半径卫星环绕地球运转的轨道半径r r等于地球的半径等于地球的半径R R,则,则可计算出第一宇宙速度为:可计算出第一宇宙速度为:基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天由由 可知,卫星的轨道半径越大,运行可知,卫星的轨道半径越大,运行速度越小,但发射时的发射速度却越大,因为在速度越小,但发射时的发射速度却越大,因为在发射过程中要克服万有引力做更多的功发射过程中要克服万有引力做更多的功.可以说第可以说第一宇宙速度是卫星的最大环绕(运行)速度一宇宙速度
9、是卫星的最大环绕(运行)速度.同时同时又是卫星发射的最小发射速度又是卫星发射的最小发射速度.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天二、人造卫星的二、人造卫星的v、T、a与轨道半径与轨道半径r的关系的关系人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,地球对卫星人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,地球对卫星的万有引力提供向心力(地球质量为的万有引力提供向心力(地球质量为M,卫星质量,卫星质量为为m).基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时
10、活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天对于近地卫星(对于近地卫星(r=Rr=R地地)的线速度)的线速度,即第一宇宙速度,是卫星绕地球做圆周运动的最,即第一宇宙速度,是卫星绕地球做圆周运动的最大速度大速度.其角速度、向心加速度是做圆周运动的卫其角速度、向心加速度是做圆周运动的卫星的最大值,其周期为所有卫星周期的最小值星的最大值,其周期为所有卫星周期的最小值基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天三、地
11、球同步卫星三、地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星,其特点如下:球同步卫星,其特点如下:1.1.同步卫星的运行方向和地球自转方向一致;同步卫星的运行方向和地球自转方向一致;2.2.同步卫星的运转周期和地球自转周期相同,同步卫星的运转周期和地球自转周期相同,即即T=24 h;3.3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度;同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度;4.4.所有的同步卫星都在赤道的正上方,因为要与地球同所有的同步卫星都在赤道的正上方,因为要与地球同步,同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合;步,同步卫
12、星的轨道平面必须与赤道平面重合;5.5.同步卫星的高度固定不变,同步卫星的高度固定不变,基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天1.人造地球卫星的运行速度和发射速度的区别人造地球卫星的运行速度和发射速度的区别对于人造地球卫星,由对于人造地球卫星,由 得出得出 ,该速该速度指的是人造地球卫星在轨道上运行时的速度,其度指的是人造地球卫星在轨道上运行时的速度,其大小随轨道半径的增大而减小,所以卫星的运行速大小随轨道半径的增大而减小,所以卫星的运行速度度v7.9 km
13、/s.但由于人造地球卫星发射过程中要克但由于人造地球卫星发射过程中要克服地球引力做功,增大势能,所以将卫星发射到离服地球引力做功,增大势能,所以将卫星发射到离地球越远的轨道上,在地面所需要的发射速度越大,地球越远的轨道上,在地面所需要的发射速度越大,卫星的最小发射速度为卫星的最小发射速度为7.9 km/s.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天2.2.赤道上随地球自转做圆周运动的物体与绕地球赤道上随地球自转做圆周运动的物体与绕地球表面做圆周运动的卫星的区别表
14、面做圆周运动的卫星的区别地球赤道上的物体随地球自转做圆周运动的圆心地球赤道上的物体随地球自转做圆周运动的圆心与近地卫星做圆周运动的圆心都在地心上,而且与近地卫星做圆周运动的圆心都在地心上,而且两者做匀速圆周运动的半径均可看做地球的半径两者做匀速圆周运动的半径均可看做地球的半径R R,因此有同学就将二者混为一谈,实际上二者,因此有同学就将二者混为一谈,实际上二者有着非常显著的区别有着非常显著的区别.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天(1 1)地球上的物体随
15、地球自转做匀速圆周运动)地球上的物体随地球自转做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供所需的向心力由万有引力提供,但由于地球自转但由于地球自转角速度不大角速度不大,万有引力并没有全部充当向心力万有引力并没有全部充当向心力,向向心力只占万有引力的一小部分心力只占万有引力的一小部分,万有引力的另一万有引力的另一个分力是我们通常所说的物体所受的重力(请同个分力是我们通常所说的物体所受的重力(请同学思考:若地球自转角速度逐渐变大学思考:若地球自转角速度逐渐变大,将会出现将会出现什么现象什么现象?).而围绕地球表面做匀速圆周运动的而围绕地球表面做匀速圆周运动的卫星卫星,万有引力全部充当向心力万有引力全部
16、充当向心力.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天(2 2)赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动时由)赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动时由于与地球保持相对静止于与地球保持相对静止,因此它做圆周运动的周期应因此它做圆周运动的周期应与地球自转的周期相同与地球自转的周期相同,即即24 24 h h,其向心加速度其向心加速度 ;而绕地球表面运行的近地卫星,;而绕地球表面运行的近地卫星,其线速度即我们所说的第一宇宙速度,它的周期可以其线速度即我们所说的第一宇宙速度
17、,它的周期可以由下式求出由下式求出 ,代入地球的半代入地球的半径径R R与质量,可求出地球近地卫星绕地球的运行周期与质量,可求出地球近地卫星绕地球的运行周期T T约为约为84 min84 min,此值远小于地球自转周期,此值远小于地球自转周期,基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天而向心加速度等于卫星所在处的重力加而向心加速度等于卫星所在处的重力加速度速度g,对近地卫星来说对近地卫星来说an=g=g=9.8 m/s2,远大于赤道上物体随地球自转时的向,远大于
18、赤道上物体随地球自转时的向心加速度心加速度.基础知识梳理基础知识梳理核心要点突破核心要点突破随堂达标自测随堂达标自测课时活页自测课时活页自测课堂互动讲练课堂互动讲练上上页页下下页页第第六六章章万万有有引引力力与与航航天天3.3.月球表面的重力加速度与月球轨道处的向心加速月球表面的重力加速度与月球轨道处的向心加速度的区别度的区别由于月球表面的物体由于月球表面的物体m m满足满足 ,所以,所以 .绕着地球转动的绕着地球转动的月球在轨道处的向心加速度满足月球在轨道处的向心加速度满足 ,解得解得 .可以看出,月球轨道处的向心加速度远小于月球可以看出,月球轨道处的向心加速度远小于月球表面的重力加速度表面
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