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第一宇宙速度
长沙县三中：胡红梅
【教学目标】：
(一)知识目标：⑴知道第一宇宙速度的含义
⑶会计算第一宇宙速度
(二)能力目标：在学习牛顿对宇宙航行的思考过程的同时，学习科学猜想与假设的方法
(三)德育目标：通过展示人类在宇宙航行领域中的伟大成就，激发学生学习物理的热情，通过我国航天成就的介绍，激发学生的民主自豪感
【教学重点】：第一宇宙速度的推导
【教学难点】：卫星的发射速度与运行速度的的准确理解
【教学方法】：演示、讲练结合
【教学用具】：视频课件《人造卫星的发射、人造卫星围绕地球的运动》；
【教学过程】：
讲授新课:
1.牛顿的人造卫星设想:
如果地面上空有一个相对于地面静止的物体, 它只受到重力的作用,那么它将做自由落体运动.如果物体在空中具有一定的初速度, 且初速的方向与重力方向垂直,那么它将做平抛运动.牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了.（介绍牛顿设想卫星射的示意图）
2.宇宙速度:
⑴第一宇宙速度:
当物体的水平速度达到多大时,物体在重力作用下, 才不会落到地面上来,而围绕地球作匀速圆周运动,成为人造地球卫星呢?
由于人造地球卫星在空中运行时,仅受到地球对它的万有引力作用,这时,它就是卫星做匀速圆周运动所需要的向心力,即:
GMm/r2=mV2/r
∴V=（GM/r）1/2
从上式可见,r越大,即卫星离地面越高, 它环绕地球运动的速度V越小.对于靠近地面运行的卫星,可以认为r近似等于地球的半径R地, 地球对物体的引力,近似等于卫星的重力mg,则有:
V=（gR地）1/2
将g=0.0098km/s2和R地=6370km代入上式有:
V=7.9km/s
这就是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度,叫第一宇宙速度.也叫环绕速度.
说明：
①第一宇宙速度7.9km/s是卫星的最小发射速度，最大环绕速度
②由于卫星绕地球运行的向心力是万有引力，所以所有卫星轨道的圆心都在地心上