鲁科2003课标版《第2节万有引力定律的应用》公开课教案下载

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（二）知识难点：

1．利用万有引力推导第一宇宙速度。

2．明确卫星的环绕速度与发射速度间的关系。

一、人造卫星上天

思考题：

（1）将一个物体水平抛出后，它为什么又会落到地面（因受到地球引力作用）？

（2）平抛物体的的初速度越大，它飞行的距离会怎样（飞行的越远）？

（3）当平抛物体的初速度足够大时，物体会达到什么状态（不再落回地面，成为一颗绕地球运动的人造卫星）？

（4）飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚去探知其它星球？

1.牛顿对卫星上天的思考——由一个苹果落地引发的：

（1）为什么苹果不飞向天空却直落地面？

（2）地心引力和月球运动有什么关系？

（3）为什么苹果会落地而月球却一直在绕地球旋转？

2．火箭与卫星发射

思考题：怎样能够使人造卫星和飞船获得这样大的初速度呢？

俄国科学家康斯坦丁?齐奥尔科夫斯基(К.З.Циолковский)1857-1935）是举世闻名的科学家、科幻作家，被誉为“航天之父”。1903年，他推导出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭公式，多级火箭可以达到这样大的速度。

3．宇宙速度：

（1）卫星速度的公式推导：

当卫星的速度达到一定程度时，就可以围绕地球转动。此时万有引力提供向心力，下面的推导代数式中m1代表地球的质量，m2代表卫星的质量：

　 EMBED Equation.3 消去m2和一个r，推出：

EMBED Equation.3

（2）宇宙三速度：

　　第一宇宙速度（环绕速度）：7.9km/s　（在地面附近做匀速圆周运动所需要的最小的速度。近地轨道运行时大于7.9km/s，小于11.2km/s。

第二宇宙速度（脱离速度）：11.2km/s　（卫星速度大于等于11.2km/s，而又小于16.7km/s时，围绕太阳旋转的速度）

第三宇宙速度（逃逸速度）：16.7km/s　（卫星速度大于等于16.7km/s时，就会脱离太阳的吸引，跑到太阳系以外的宇宙空间。