沪科版必修二 5.4飞出地球去 课件（34张).ppt

沪科版高中物理必修二第五章第四节 飞出地球去 沪科版必修二第五章第四节 飞出地球去 许瑞娟 5 4飞出地球去 地球是人类的摇篮 人类绝不会永远躺在这个摇篮里 而会不断地探索新的天体和空间 齐奥尔科夫斯基 1857 9 5 1935 9 19 现代航天学和火箭理论的奠基人 1957年10月4日 前苏联在拜科努尔发射场发射了世界上第一颗人造地球卫星 并送入轨道 人类从此进入了利用航天器探索外层空间的新时代 卫星由镀铬合金制成 重83 6公斤 外表呈圆球形 直径 厘米 轨道远地点为986 96公里 近地点为230 09公里 每96分钟绕地球转一周 通过前面的学习我们知道 人类通过站在地球上的观测 认识到了天体做什么样的运动 并进一步弄清了天体为什么要做这样的运动 然而 人类并不满足于只站在地球上探索宇宙的奥秘 本节课 我们就来学习人类是如何应用万有引力定律走出地球 飞向宇宙的 1 了解人造卫星的有关知识 正确理解人造卫星做圆周运动时 各物理量之间的关系 重点 2 知道三个宇宙速度的含义 会推导第一宇宙速度 提出问题 抛出的石头会落地 为什么卫星 月亮没有落下来 卫星 月亮没有落下来必须具备什么条件 牛顿的猜想 从高山顶水平抛出一个铅球 当抛出速度足够大时 铅球将围绕地球运动 成为一个 小月亮 2 5 4 1飞出地球去 一 飞出地球去 一 一 三个宇宙速度 1 第一宇宙速度卫星要具有多大的速度 才能环绕地球运动呢 分析论证 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 那么 在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算 得卫星运动的速度 可见卫星离地心越远 它运行的速度越慢 近地卫星的速度是多少呢 近地卫星飞行的高度一般为100km 200km 与地球的半径6370km相比 完全可以用6370km表示卫星到地心之间的距离 即r 6370km 近地卫星的速度是多少呢 这是人造地球卫星在地面附近做匀速圆周运动的速度 叫做第一宇宙速度 又叫地面附近的环绕速度 已知 r 6 37 106m m 5 98 1024kg g 6 67 10 11n m2 kg2 说明 1 如果卫星的速度小于第一宇宙速度 卫星将落到地面而不能绕地球运转 2 等于这个速度 卫星刚好能在地球表面附近做匀速圆周运动 3 如果大于7 9km s 而小于11 2km s 卫星将沿椭圆轨道绕地球运行 地心就成为椭圆轨道的一个焦点 2 第二宇宙速度 飞出地球使卫星能够逃离地球的引力作用的卫星发射速度 当物体的速度大于或等于11 2km s时 卫星就会挣脱地球的引力束缚 不再绕地球运行 而是飞向太阳系的其它空间中去 我们把这个速度叫做第二宇宙速度 人类第一次登上月球 月球上的第一个人类脚印 3 第三宇宙速度 飞出太阳系使卫星能够逃离太阳的引力作用的卫星发射速度 如果物体的速度等于或大于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 第三宇宙速度 16 7km s 地球同步卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星 它的周期t 24 1 周期t 24h2 轨道平面在赤道平面内3 离地高度h 36000km4 r v t an 全部固定 一 飞出地球去 一 二 为了和平与进步 1961年4月12日 前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 1957年10月 前苏联发射第一颗人造地球卫星 1969年7月20日 阿波罗11号将人类送上了月球 在火星上着陆的 勇气 号探测器 1970年4月24日 我国第一颗人造卫星升空 2007年10月24日 嫦娥一号月球探测器发射成功 我国的航天成就 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 2007年10月24日 在西昌卫星发射中心由 长征三号甲 运载火箭将 嫦娥一号 发射升空 嫦娥二号 于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空 并获得了圆满成功 2007年10月24日 在西昌卫星发射中心由 长征三号甲 运载火箭将 嫦娥一号 发射升空 嫦娥二号 于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空 并获得了圆满成功 神舟九号与天宫一号交会对接 例1 关于第一宇宙速度 下面说法中正确的是 a 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度b 它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度c 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度d 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 bc 例2 甲 乙为两颗地球卫星 其中甲为地球同步卫星 乙的运行高度低于甲的运行高度 两卫星轨道均可视为圆轨道 以下判断正确的是 a 甲的周期大于乙的周期b 乙的速度大于第一宇宙速度c 甲的加速度小于乙的加速度d 甲在运行时能经过北极的正上方 ac 一 三个宇宙速度1 第一宇宙速度 v 7 9km s 是卫星发射的最小速度 是卫星绕地球运行的最大速度 2 第二宇宙速度 v 11 2km s 是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度 3 第三宇宙速度 v 16 7km s 是挣脱太阳束缚的最小发射速度 二 为了和平与进步 1 人造地球卫星的轨道半径越大 则 a 速度越小 周期越小b 速度越小 加速度越小c 加速度越小 周期越大d