湖南省邵阳市隆回县第二中学高中物理 6.5宇宙航行（1）课件 新人教版必修2.ppt

6 5宇宙航行 1 从远古时代起人们就想象着飞向太空 奔向月球 那么怎样才能实现这一梦想呢 这一节我们来探究这个问题 300多年前 牛顿提出设想 从高山上用不同的水平速度抛出物体 速度越大 落点离山脚越远 一 宇宙速度 如果没有空气阻力 当速度足够大时 物体就永远不会落到地面上 它将成为一颗绕地球运动的人造地球卫星 方法一 卫星绕地球做圆周运动 地球对卫星的万有引力提供向心力 设地球质量为m 半径为r 人造地球卫星在圆轨道上运行 质量为m 轨道半径为r 从上式可以看出 卫星离地心越远 它运行的速度越慢 第一宇宙速度的推导 对于靠近地面的卫星 可以认为此时的r近似等于地球半径r 把r用地球半径r代入 可以求出 方法二 卫星绕地球做圆周运动 重力提供向心力 1 第一宇宙速度 7 9km s 卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度 叫第一宇宙速度 将人造地球卫星送入预定的轨道运行所必须具有的速度 叫发射速度 轨道越高 绕地球运行的环绕速度越小 因此 第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度 是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动所具有的最大速度 也是发射人造地球卫星的最小速度 2 第二宇宙速度 在地面上发射飞行器 如果发射速度大于7 9km s而小于11 2km s时 它绕地球运行的轨道不是圆而是椭圆 当发射速度等于或大于11 2km s时 它就会克服地球的引力成为绕太阳运转的人造行星或飞到其他行星上去 11 2km s称为第二宇宙速度 3 第三宇宙速度 当物体的速度v 16 7km s 物体就摆脱了太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间去 这个速度叫第三宇宙速度 二 梦想成真探索宇宙的奥秘 奔向广阔而遥远的太空 是人类自古以来的梦想 现在真的 梦想成真 了 1957年10月4日 世界上第一颗人造地球卫星发射成功 1961年4月12日 苏联空军少校加加林进入了 东方一号 载人飞船 火箭点火起飞绕地球飞行一圈 历时108min 然后重返大气层 安全降落在地面上 铸就了人类进入太空的丰碑 1969年7月16日9时32分 阿波罗11号 成功登临月球 载人航天技术迅速发展 人类遨游太空回顾 尤里 加加林1961年4月12日 苏联宇航员尤里 加加林乘坐东方1号航天器 绕地球飞行108分钟后 胜利地完成人类历史上第一次宇宙飞行的任务 使人类遨游太空的梦想终于变成现实 1963年6月16日驾驶宇宙飞船 东方6号 升空 作围绕地球48圈的飞行 成为人类第一位进入太空的女性 并为此荣获苏联英雄称号 人类第一次踏上月球 布鲁斯 麦坎德利斯1984年6月7日 美国航天飞机 挑战者 号宇航员布鲁斯 麦坎德利斯使用载人机动装置 离开航天飞机320英尺 完成了人类首次无安全索太空行走 蒂托2001年4月30日 第一位太空游客 美国人蒂托 中 快乐地进入国际空间站 开始了他为期一周的太空观光生活 太空旅游的开辟使得普通人也能够像宇航员一样畅游星际之间 中国第一颗人造地球卫星 1992年 中国载人航天工程正式启动 2003年10月15日9时 我国 神舟 五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射 把中国第一位航天员杨利伟送入太空 这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想 伴随着 神舟 五号的发射成功 中国已正式启动 嫦娥工程 开始了宇宙探索的新征程 2005年10月12日9时整 航天员费俊龙 聂海胜驶乘神舟六号载人飞船飞向太空 开始了中国人首次双人太空多日行 这标志着中国载人航天飞行由神舟五号的验证性飞行试验完全过渡到真正意义上有人参与的空间飞行试验 1 地球半径为6400km 在贴近地表附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星速度为7 9 103m s 则周期为多大 84min 思考 能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星并说明原因 不能 因为最小周期为84min 合作探究 2 恒星演化发展到一定阶段 可能成为恒星世界的 侏儒 中子星 中子星的半径较小 一般在7 20km 但它的密度大得惊人 若某中子星的半径为10km 密度为1 2 1017kg m3 那么该中子星上的第一宇宙速度约为 a 7 9km sb 16 7km sc 2 9 104km sd 5 8 104km s 合作探究 d 1 关于第一宇宙速度 以下叙述正确的是 a 它是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度b 它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度c 它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度d 它是人造卫星发射时的最大速度 目标检测 bc 目标检测 2 美国 新地平线 号探测器借助 宇宙神 5 火箭 从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空 开始长达9年的飞向冥王星的太空之旅 拥有3级发动机的 宇宙神 5 重型火箭将以每小时5