Первая космическая скорость. Движение планет и малых тел Солнечной системы. Вес. Невесомость. Урок №9

1. Тема урока: Первая космическая скорость. Движение планет и малых тел Солнечной системы. Вес. Невесомость.

Урок №9
Тема урока: Первая космическая скорость.
Движение планет и малых тел Солнечной
системы. Вес. Невесомость.
Группа №4

2.

Цели урока:
• продолжить формирование знаний учащихся о движении тел под
действием силы притяжения;
• рассчитать значение 1 космической скорости и показать ее значение
для искусственных спутников; • применить физические законы для
изучения небесных тел, например планет солнечной системы;
• воспитание патриотических чувств и гордости обучающихся на
примере истории развития космонавтики в России;
• на примерах продемонстрировать познаваемость мира, в котором
живет человечество.

3. ПЕРВАЯ КОСМИЧЕСКАЯ СКОРОСТЬ

На больших высотах воздух
сильно разрежен и
оказывает незначительное
сопротивление
движущимся в нём телам.
Поэтому можно считать,
что на спутник действует
только одна
гравитационная сила,
направленная к центру
Земли.

4.

5.

Из полученной формулы следует, что скорость спутника зависит от
его высоты над поверхностью Земли: чем больше эта высота, тем с
меньшей скоростью он будет двигаться по круговой орбите.
Примечательно то, что эта скорость
не зависит от массы спутника.
Значит, спутником Земли может
стать любое тело, если ему
сообщить определённую скорость.
В частности, при h = 2000 км
скорость υ ≈ 6900 м/с.
Скорость, которую необходимо сообщить телу у поверхности
планеты, чтобы оно стало её спутником, движущимся по круговой
орбите, называется
первой космической скоростью.

6.

Первую космическую скорость υ1 можно найти, если принять h
= 0:
Подставив в эту формулу значение G и значение величин М и R
для Земли, можно вычислить первую космическую скорость
для спутника Земли:

7.

Если такую скорость
сообщить телу в
горизонтальном
направлении у
поверхности Земли, то при
отсутствии атмосферы оно
станет искусственным
спутником Земли,
обращающимся вокруг неё
по круговой орбите Такую
скорость спутникам
способны сообщать только
мощные космические
ракеты.

8.

Спутник Луны
«Луна-10»
Спутник Венеры
«Венера-4»
В настоящее время вокруг Земли
обращаются тысячи искусственных
спутников.
Руками человека за годы освоения
космоса создавались и искусственные
спутники Луны, планет Венера и Марс, а
также Солнца.
Спутник Марса «Маринер»

9.

Первая и вторая космические скорости для различных объектов
Небесное тело
Масса (по отношению к
массе Земли)
v1, км/с
v2, км/с
Луна
0,0123
1,680
2,375
Меркурий
0,055
3,05
4,3
Марс
0,108
3,546
5,0
Венера
0,82
7,356
10,22
Земля
1
7,91
11,2
Уран
14,5
15,6
22,0
Нептун
17,5
16,7
24,0
Сатурн
95,3
25
36,0
Юпитер
318,3
43
61,0
Солнце
333 000
437
617,7
Сириус B
325 675
10 000
Нейтронная звезда
666 000
200 000
832 500 — 5,6·1015
299 792,458
(скорость света)
Чёрная дыра

10. Вес тела – это сила, с которой тело в результате притяжения его к Земле действует на опору или подвес, удерживающие это тело от

свободного падения. Обозначение
веса Р, единица измерения 1 ньютон.

11. Лифт движется с ускорением, направленным вертикально вверх. ma = - mg + N N = P = m(a + g) > mg Тело испытывает перегрузку.

Лифт движется с
ускорением,
направленным
вертикально вверх.
ma = - mg + N
N = P = m(a + g) > mg
Тело испытывает
перегрузку.

12. Лифт движется равномерно или покоится. В этом случае 0 = mg – N N = P = mg Вес тела совпадает по величине с силой тяжести.

13. Лифт движется с ускорением, направленным вниз. ma = mg – N N = P = m(g – a) < mg Вес тела меньше силы тяжести. При условии a ⃗

14. Невесомость – состояние тела, при котором оно движется только под действием силы тяжести. Нет внешних сил, приложенных к

поверхности тела.

15. Если телу сообщить достаточную скорость, то оно сможет вращаться вокруг Земли по круговой орбите, являясь искусственным

спутником Земли. В 1957 г. – запуск первого
искусственного
спутника
Земли
(руководитель С. П. Королёв).

16. Первая космическая скорость – минимальная скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно могло превратиться в искусственный

17. Вторая космическая скорость – минимальная скорость, достаточная для того, чтобы тело покинуло сферу притяжения Земли и стало

18. Третья космическая скорость – скорость, которую необходимо сообщить телу на Земле, чтобы оно покинуло пределы Солнечной

19.

3. Закрепление материала.
176. Почему на рычажных весах нельзя обнаружить изменение веса при
его переносе из одного места Земли в другое?
[При переносе тела и гирь из одного места Земли в другое вес тела и гирь
увеличивается или уменьшается в одинаковое число раз. Поэтому
изменение веса тела не может быть обнаружено]
179. Находясь на платформе уравновешенных десятичных весов, человек
приседает. Как изменяется показания весов в начале и в конце
приседания?
[Когда человек начинает приседать, вес человека на платформу весов
меньше силы тяжести. В конце приседания человек увеличивает
напряжение мышц ног и придаёт своему телу ускорение, направленное
вверх. В это время показания весов будут больше силы тяжести тела]
180. Кабина лифта при подъёме движется сначала ускоренно, затем
равномерно, а перед остановкой замедленно. Какова сила натяжения троса
во время движения?
[При ускоренном движении кабины вверх натяжение троса больше mg,
при равномерном движении – равно mg, перед остановкой – меньше mg]

20.

188. Как могли бы герои романа Жюля Верна «Путешествие на Луну»,
находящиеся в закрытом снаряде, обнаружить, что их корабль покинул
пределы земной атмосферы и движется в космическом пространстве?
[Наблюдая состояние невесомости в корабле]
216. Космическая ракета при старте с поверхности Земли движется
вертикально с ускорением 20 м/с2. Найти вес космо-навта в кабине,
если его масса 80 кг
[2,4 кН]
226. Почему тело, подброшенное на Луне, будет во время полёта находиться
в состоянии полной невесомости, а на Земле такое тело можно считать
невесомым лишь приближённо?
[На Луне нет атмосферы]
231. Вычислить первую космическую скорость ИСЗ на высоте 600 км над
поверхностью Земли.
[7,57 км/с]

21.

4. Домашнее задание:
§ 34, 35.
Контрольные вопросы 1-8 (с. 87-88).
Ответы выслать на почту
[email protected]