（浙江专用）2018-2019学年高中物理 第六章 万有引力与航天 5 宇宙航行课件 新人教版必修2.ppt

5宇宙航行,第六章万有引力与航天,内容索引,自主预习预习新知夯实基础,重点探究启迪思维探究重点,达标检测检测评价达标过关,自主预习,一、宇宙速度1.牛顿的设想：如图1所示，把物体水平抛出，如果速度，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为.,图1,原理：一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做_运动，向心力由地球对它的提供，即_，则卫星在轨道上运行的线速度v_.,足够大,人造地球卫星,匀速圆,周,万有引力,2.三个宇宙速度,7.9,11.2,16.7,表面附近,匀速圆周运动,地球,太阳,最小,二、梦想成真1.1957年10月4日成功发射了第一颗人造地球卫星.2.1961年4月12日，苏联空军少校进入“东方一号”载人飞船，铸就了人类进入太空的丰碑.3.1969年7月，“阿波罗11号”飞船登上月球.4.2003年10月15日，我国“神舟五号”宇宙飞船发射成功，把中国第一位航天员送入太空.,加加林,美国,苏联,杨利伟,答案,即学即用判断下列说法的正误.(1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9km/s.()(2)人造地球卫星的最小绕行速度是7.9km/s.()(3)在地面上发射火星探测器的速度应为11.2km/sv16.7km/s.()(4)要发射离开太阳系进入银河系的探测器，所需发射速度至少为16.7km/s.()(5)要发射一颗月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7km/s.(),重点探究,一、三个宇宙速度,1.不同天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？,答案,导学探究,2.把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？,答案越大.向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力.,1.第一宇宙速度(1)定义：第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的绕行速度.(2)推导：对于近地人造卫星，轨道半径r近似等于地球半径R6400km，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力，取g9.8m/s2，则,知识深化,(3)推广由第一宇宙速度的两种表达式看出，第一宇宙速度的值由中心天体决定，可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度，都可以用v或v表示，式中G为引力常量，M为中心天体的质量，g为中心天体表面的重力加速度，R为中心天体的半径.,2.第二宇宙速度在地面附近发射飞行器，使之能够脱离地球的引力作用，永远离开地球所必需的最小发射速度，称为第二宇宙速度，其大小为11.2km/s.7.9km/sv1Q，C项错误.,在同一点P，由ma知，卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度，D项错误.,判断卫星变轨时速度、加速度变化情况的思路：(1)判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断.(2)判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小.(3)判断卫星由圆轨道进入椭圆轨道或由椭圆轨道进入圆轨道时的速度大小如何变化时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析.,达标检测,1.(对宇宙速度的理解)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是A.第一宇宙速度v17.9km/s，第二宇宙速度v211.2km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2B.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D.第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度,答案,解析,1,2,3,4,5,解析根据v可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v17.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，D错误；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，选项A错误；美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项B错误；第二宇宙速度是使物体挣脱地球引力束缚而成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，选项C正确.,1,2,3,4,5,2.(第一宇宙速度的计算)若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为A.16km/sB.32km/sC.4km/sD.2km/s,答案,1,2,3,4,5,3.(对同步卫星的认识)(2018浙江省名校协作体第二学期考试)如图6所示，中国计划2020年左右建成覆盖全球的北斗卫星导航系统.北斗卫星导航系统由5颗静止轨道同步卫星、27颗中地球轨道卫星(离地高度约21000km)及其他轨道卫星共35颗组成.则,答案,解析,1,2,3,4,5,A.静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在北京正上空B.中地球轨道卫星比同步卫星运行速度更快C.中地球轨道卫星周期大于24小时D.静止轨道卫星的发射速度小于第一宇宙速度,图6,解析静止轨道卫星即同步卫星，离地面高度约36000km，周期为24h，它的轨道半径比中地球轨道卫星的大，故静止轨道卫星的线速度比中地球轨道卫星小，周期比中地球轨道卫星大，B正确，C错误.静止轨道卫星只能定位在赤道上空，A项错误.第一宇宙速度是近地卫星的发射速度，静止轨道卫星的发射速度大于第一宇宙速度，D错误.,1,2,3,4,5,A.在a轨道运行的周期为24hB.在b轨道运行的速度始终不变C.在c轨道运行的速度大小始终不变D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的,4.(对卫星的认识)(2017浙江11月选考科目考试)如图7所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图，则卫星,答案,解析,1,2,3,4,5,图7,解析a轨道的半径不确定，无法确定周期，选项A错误；b轨道上的卫星的速度方向不断变化，所以速度不断变化，选项B错误；地球在c轨道的其中一个焦点上，因此在近地点时卫星速度要快，远地点速度要慢，选项C错误；在c轨道上，卫星离地球的距离不断变化，所以根据F可以看出卫星受地球的引力大小不断变化，D正确.,1,2,3,4,5,5.(卫星的变轨问题)(2018台州中学第四次统练)如图8所示，2017年6月19日，我国在西昌卫星发射中心发射“中星9A”广播电视直播卫星，按预定计划，“中星9A”应该首先被送入近地点约为200公里，远地点约为3.6万公里的转移轨道(椭圆)，然后通过在远地点变轨，进入最终同步轨道(圆形).但是由于火箭故障，卫星实际入轨后,1,2,3,4,5,图8,初始轨道远地点只有1.6万公里.科技人员没有放弃，通过精心操作，利用卫星自带燃料在近地点点火，尽量抬高远地点的高度，经过10次轨道调整，终于在7月5日成功定点于预定轨道.下列说法正确的是,A.“中星9A”发射失利原因可能是发射速度没有达到7.9km/sB.卫星在轨道经过Q点时和在轨道经过Q点时速度相同C.卫星在轨道经过Q点的加速度大于