高中物理 第三章 第三节 飞向太空课件 粤教版必修2.ppt

第三节飞向太空 一 火箭 1 人造卫星的发射 7 9 11 2 1 要成为地球的人造卫星 发射速度必须达到 km s 要成为太阳的人造卫星 发射速度必须达到 km s 2 发射人造卫星需借助速度推进工具 火箭 2 发射卫星的火箭 反作用力 1 原理 利用燃料燃烧向后急速喷出气体产生的 使火箭向前射出 2 组成 主要由 和 两部分组成 壳体内能运载弹头 人造卫星 空中探测器等物体 燃料部分有氧化剂和 燃烧剂 壳体 燃料 二 遨游太空 苏联 神舟五号 1 1957年10月4日 发射了第一颗人造地球卫星 2 2003年10月15日 我国 宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射 把我国第一位航天员 送入太空 成为继苏联 美国后 第三个依靠自己的力量将宇航 员送上太空的国家 杨利伟 遨游太空 我国首个空间实验室 天宫一号 于2011年9月29日发射升空 按计划与 神舟八号 神舟九号 和 神舟十号 进行无人和有人对接 实现我国航天器空间对接技术 神舟八号 于2011年11月1日凌晨发射 这次发射的主要任务是与 天宫一号 对接 你对 天宫一号 了解多少 图3 3 1 答案 天宫一号 是目前我国研制的最大的载人航天器 全长10 4米 最大直径3 35米 起飞质量约8 5吨 设计在轨寿命两年 神舟 八号与 天宫一号 从对接机构接触开始 经过捕获 缓冲 拉近 锁紧四个步骤实现刚性连接 形成组合体 我国载人航天首次空间交会对接试验获得成功 三 空间探测器 水手2号 1 1962年美国发射了 探测器 第一次对 金星进行了近距离的考察 伽利略号 2 1989年美国宇航局发射的 探测器飞 行6年到达木星 勇气号 机遇号 3 2003年美国 与 探测器分别发射成功 于2004年登陆火星 要点1 多级火箭的发射 过程1 在现代技术条件下 一级火箭的最终速度还达不到发射人造卫星所需要的速度 发射卫星要用多级火箭 2 多级火箭发射过程图3 3 2 1 火箭起飞时 第一级火箭的发动机 点火 推动各级 火箭一起前进 2 当第一级的燃料燃尽后 第二级火箭开始工作 并自动 脱掉第一级火箭的外壳 3 第二级火箭在第一级火箭基础上进一步加速 以此类 推 最终达到所需要的速度 例1 2011年11月1日我国成功发射 神舟八号 飞船 飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空 并与此前发射的 天宫 一号 实现交会对接 下列表述中错误的是 a 飞船在升空过程中受到平衡力的作用b 火箭推力对飞船做了功c 飞船的动能和势能不断增加d 燃料的化学能最终会转化成为火箭的机械能 以b c d选项都正确 答案 a 解析 火箭发射分三个阶段 即加速飞行段 惯性飞行段和最后加速段 故a选项是错误的 根据初中所学的知识 推力做了功 并且在这个过程中速度和高度都增加 所以动能和势能都增大 在这个过程中 机械能来自于燃料的化学能 所 1 2010年10月1日巨型运载火箭将 嫦娥二号 卫星平 地托起 送入天空 火箭在加速上升过程中 机械能 a 增大c 不变 b 减小d 不确定 a 要点2 卫星变轨问题 以 神舟八号 与 天宫一号 的对接为例说明卫星变轨问题 根据圆周运动原理 当提供向心力的力大于物体做圆周运动所需要的向心力时 物体将做向心运动 反之 物体将做离心运动 神舟八号 与 天宫一号 对接时 由于 天宫一号 已经在固定的轨道上做圆周运动 这样 神舟八号 只能在低轨道加速 这样就导致所需要的向心力大于万有引力 神舟八号 做离心运动 且此时 神舟八号 的轨道半径小 周期小 能追上 天宫一号 从而实现对接 例2 宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动 若飞船想与前面的空间站对接 飞船为了追上空间站 可以采取的方法 是 a 飞船加速直到追上空间站 完成对接b 飞船从原轨道减速至一个较低轨道 再加速追上空间站完成对接c 飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接d 无论飞船采取何种措施 均不能与空间站对接 解析 宇宙飞船做圆周运动的向心力由地球对其施加的万的空间站 直接加速会导致飞船轨道半径增大 无法对接 飞船若先减速 它的轨道半径减小 但速度增大了 故在低轨道上飞船可接近或超过空间站 当飞船运动到合适的位置后再加速 则其轨道半径增大 同时速度减小 当刚好运动到空间站所在轨道处时停止加速 则飞船的速度刚好等于空间站的速度 可完成对接 若飞船先加速到一个较高轨道 其速度小于空间站速度 此时空间站比飞船运动快 当两者相对运动一周后 使飞船减速 轨道半径减小又使飞船速度增大 仍可追上空间站 但这种方法易造成飞船与空间站碰撞 不是最好办法 综 上所述 应选b 答案 b 2 某人造地球卫星因受高空稀薄气体的阻力作用 绕地球运转的轨道会慢慢改变 某次测量中卫星的轨道半径为r1 后来变为r2 且r1 r2 以v1 v2分别表示卫星在这两个轨道的速度 t1 t2分别表示卫星在这两个轨道绕地球运动的周期 则有 a v1t2b v1v2 t1 t2d v1 v2 t1 t2 答案 a 3 双选 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆形轨道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轨道3 轨道1 2相切于q点 轨道2 3相切于p点 如图3 3 3所示 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 图3 3 3 a 卫星在轨道3上的运