高中物理 6.5《宇宙航行》同步课件2 新人教版必修2.ppt

5宇宙航行 1 知道三个宇宙速度的含义 会推导第一宇宙速度 2 理解掌握人造卫星的线速度 角速度 周期与轨道半径的关系 3 了解人造卫星的相关知识及我国卫星发射的情况 激发学生的爱国热情 一 人造地球卫星 牛顿的设想 如图6 5 1所示 当足够大时 物体将会围绕地球旋转而不再落回地面 成为一颗绕地球转动的 图6 5 1 速度 人造地球卫星 万有引力 m 2r 二 宇宙速度 7 9 11 2 16 7 匀速圆周运动 地球 太阳 最小 温馨提示第一宇宙速度7 9km s 是发射人造卫星的最小速度 也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度 三 梦想成真1957年10月成功发射了第一颗人造卫星 1969年7月美国 阿波罗11号 登上 2003年10月15日我国航天员踏入太空 2007年10月24日我国 嫦娥一号 发射升空 2008年9月27日 神舟七号 宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务 2010年10月1日18时59分57秒 嫦娥二号 卫星在西昌卫星发射中心发射成功 2011年11月3日和14日 神舟八号 飞船与 天宫一号 目标飞行器两次成功对接 苏联 月球 杨利伟 一 对三种宇宙速度的理解 第一宇宙速度 环绕速度 指人造卫星近地环绕速度 它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度 是人造地球卫星的最小发射速度 v 7 9km s 第二宇宙速度 脱离速度 在地面上发射物体 使之能够脱离地球的引力作用 成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度 其大小为v 11 2km s 第三宇宙速度 逃逸速度 在地面上发射物体 使之最后能脱离太阳的引力范围 飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度 其大小为v 16 7km s 特别提醒 1 第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度 也是最小发射速度 2 三个宇宙速度分别为三种不同情况下在地面附近的最小发射速度 地球同步卫星 1 概念相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫着地球同步卫星 又叫通信卫星 2 特点 同步卫星的运行方向与地球自转方向一致 同步卫星的运转周期与地球自转周期相同 t 24h 同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度 同步卫星的轨道平面均在赤道平面上 即所有的同步卫星都在赤道的正上方 典例1 探测器绕月球做匀速圆周运动 变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动 则变轨后与变轨前相比 a 轨道半径变小b 向心加速度变小c 线速度变小d 角速度变小 卫星运动规律 借题发挥在讨论卫星做圆周运动的v t an和r关系时 只要一个量发生变化 其他的量也一定发生变化 分析思路是 v变化 离 近 心运动 r变化 f引变化 fn变化 v t an变化 变式1 人造卫星在太空绕地球运行的过程中 若天线偶然折断 天线将 a 继续和卫星一起沿轨道运动b 做平抛运动 落向地球c 由于惯性 沿轨道切线方向做匀速直线运动 远离地球d 做自由落体运动 落向地球解析折断的天线同卫星的速度相同 即它不会做离心或近心运动 仍沿原轨道运动 a对 答案a 典例2 如图6 5 2所示 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火 使其沿椭圆轨道2运行 最后再次点火 将卫星送入同步圆轨道3 轨道1 2相切于q点 轨道2 3相切于p点 则当卫星分别在1 2 3轨道上正常运行时 以下说法正确的是 地球同步卫星 图6 5 2 a 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率b 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度c 卫星在轨道1上经过q点时的加速度大于它在轨道2上经过q点时的加速度d 卫星在轨道2上经过p点时的加速度等于它在轨道3上经过p点时的加速度 变式2 关于我国发射的 亚洲一号 地球同步通讯卫