人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天5. 宇宙航行 课件(2).ppt

第六章万有引力与航天 5宇宙航行 知识回顾 两条基本思路 1 万有引力等于重力 2 万有引力提供向心力 敦煌飞天的美丽壁画 嫦娥奔月 古人的梦想 西昌卫星发射中心 酒泉卫星发射基地 太原卫星发射中心 海南文昌卫星发射中心 1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空 中国的航天成就 2007年10月24日嫦娥一号 月球探测卫星 于月在西昌卫星发射中心由 长征三号甲 运载火箭发射升空 卫星发射后 用8天至9天时间完成调相轨道段 地月转移轨道段和环月轨道段飞行 执行科学探测任务 完成科学任务 为月球 画像 分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点 探测月壤厚度及地月空间环境 嫦娥二号 预计2010年年底发射升空 嫦娥二号 卫星的主要任务是为 嫦娥三号 实现月球软着陆进行部分关键技术试验 并对 嫦娥三号 着陆区进行高精度成像 目前 嫦娥二号 卫星突破了地月转移轨道发射 X频段测控 近月捕获 环月飞行轨道控制 深空测控通信及高分辨率立体相机研制六项关键技术 2003年10月15日神舟五号杨利伟 2005年10月12日神舟六号费俊龙聂海胜 2008年9月25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏 1957年10月 苏联发射第一颗人造地球卫星 1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空 实现了人类进入太空的梦想 1969年7月20日 阿波罗11号将人类送上了月球 美国 凤凰 号火星探测器2007年8月4日发射 2008年5月25日在火星着陆 卡西尼 号土星探测器1997年10月15日发射升空 2004年1日飞抵土星 先驱者 10号太空探测器1972年3月2日发射升空 1986年6月飞出太阳系 神七 模拟 阿波罗登月 一 发射卫星的方法 发射卫星的速度 火箭发动机停止工作时火箭 卫星 的速度 发射卫星的最小速度为v 7 9km s 1 第一宇宙速度 环绕速度 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度 叫第一宇宙速度 v 7 9km s 推导第一宇宙速度的方法 卫星贴着地面做匀圆周运动 万有引力提供向心力 卫星的轨道半径为R 根据牛顿第二定律 问题 如果不知道地球的质量 但知道地球表面的重力加速度 如何求v 练习 地球的第一宇宙速度为8km s 已知月球的质量是地球质量的1 81 月球半径是地球半径的1 4 则在月球上发射 近地卫星 的环绕速度约为km s 2 第二宇宙速度 脱离速度 当物体的速度等于或大于11 2km s时 它就会克服地球的引力 成为围绕太阳运动的人造行星 或飞到其它行星上 我们把11 2km s叫做第二宇宙速度 3 第三宇宙速度 逃逸速度 当物体的速度等于或大16 7km s时 物体可以挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间 我们把16 7km s叫做第三宇宙速度 实际的卫星发射过程 简化的卫星发射过程 火箭发射 火箭飞行过程中 除了受引力外 还受向前的推力 大炮发射 卫星飞行过程中 只受引力 完全凭借惯性进入轨道 3 第三宇宙速度 逃逸速度 v 16 7千米 秒 卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度 1 第一宇宙速度 环绕速度 v 7 9千米 秒 地球卫星最大的绕行速度 地球卫星的最小发射速度 2 第二宇宙速度 脱离速度 v 11 2千米 秒 卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度 小结 或 人造卫星的应用 资源卫星 技术实验卫星 科学探测卫星 通信卫星 快速侦测卫星 国际空间站 二 在轨运行的人造地球卫星 所有卫星的轨道圆心都在地心上 看图说话 所有卫星的运动视为匀速圆周运动 万有引力提供向心力 卫星运行速度 角速度 周期与半径的关系 r越大 T越大 r越大 v越小 r越大 越小 1 近地卫星 卫星的最大速度 卫星的最小周期 84 6min 我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢 2 地球同步卫星 F 赤道平面 北 南 东 西 探究 同步卫星是否可以在纬度面的轨道上 1 为了同步卫星之间不互相干扰 大约3 左右才能放置1颗 这样地球的同步卫星只能有120颗 可见 空间位置也是一种资源 2 同步卫星主要用于通讯 要实现全球通讯 只需三颗同步卫星即可 两极有