宇宙航行(比赛).ppt

宇宙航行 太空旅行 宇宙飞船如何回收 人类航天始祖 美国火箭学家赫伯特 基姆在1945年出版的 火箭和喷气发动机 一书中提到 约当14世纪之末 有一位名叫 万户 的中国官员 他在一把座椅的背后 装上47枚当时能买到的最大火箭 他把自己捆绑在椅子的前边 两只手各拿一个大风筝 然后叫他的仆人同时点燃47枚大火箭 其目的是想借火箭向前推进的力量 加上风筝上升的力量飞向前方 他的目标是月亮 英国 德国和前苏联的一些火箭专家 在他们的著作中也提到或引用了这件事 可见 万户被世界公认为人类的航天始祖 为了纪念这位 人类第一个试图利用火箭飞行的人 国际天文联合会将月球上的一座环形山命名为 万户山 阿波罗登月飞船释放登月舱 木星 火星 牛顿的设想 英国科学家牛顿 1643 1727 把物体从高山上水平抛出 速度一次比一次大 落地点一次比一次远 如果速度足够大 物体就不再落回地面 它将绕地球运动 成为人造地球卫星 牛顿的设想 一 宇宙速度 探究一 至少以多大的速度发射卫星 它才能绕地球表面 r 地球半径R 做圆周运动 不会落下来 引力提供向心力 v 7 9km s 一 宇宙速度 在地球表面 万有引力等于重力 所以第一宇宙速度还可以这样来算 v 7 9km s 第一宇宙速度 v1 7 9km s 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的速度 说明 若卫星的速度V 7 9km s 卫星将落到地面而不能绕地球运转 若卫星的速度V 7 9km s 卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动 3 若卫星的速度7 9km s V 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 第二宇宙速度 逃逸速度 V2 11 2km s当物体的速度等于或大于11 2km s时 卫星就会脱离地球的引力 不再绕地球运行 但仍在太阳系中 第三宇宙速度 脱离速度 V3 16 7km s当卫星的速度等于或者大于16 7km s 则这个时候卫星会脱离太阳的引力 不再绕太阳运行 而是飞到太阳系意外的地方 探究二 人造卫星的轨道 1 如图所示 a b c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条 提示 卫星作圆周运动的向心力必须指向地心 卫星的轨道必须是以地心为圆心的圆周轨道 a和c 动画模拟火箭发射神舟八号 二 卫星运行规律 讨论 1 将卫星送入低轨道和高轨道 哪一个发射速度更大 2 卫星分别进入低轨道和高轨道后 绕地球做匀速圆周运动 哪一个线速度 实际运行速度 更大 更大 低轨道更大 二 卫星运行规律 万有引力提供向心力 轨道越高 r越小 V越小 当r R地时 有最大运行速度V 7 9km s 二 卫星运行规律 结论 an V w T都与卫星的质量无关 仅由轨道半径决定 思考 对于绕地球运动的人造卫星 1 离地面越高 线速度V越 2 离地面越高 周期T越 3 离地面越高 角速度w越 4 离地面越高 向心加速度an越 小 大 小 小 二 卫星运行规律 高轨 低速 线速度 角速度和加速度 长周期 动画演示 地球 高轨 低速 长周期 二 卫星运行规律 如图所示 卫星A B C在相隔不远的不同轨道上 以地球为中心做匀速圆周运动 且运动方向相同 若在某时刻恰好在同一直线上 则当卫星B经过一个周期时 下列关于三个卫星的位置说法中正确的是 A 三个卫星的位置仍在一条直线上B 卫星A位置超前于B 卫星C位置滞后于BC 卫星A位置滞后于B 卫星C位置超前于BD 由于缺少条件 无法比较它们的位置 高轨 低速 长周期TA TB TC B A 第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地飞行的最小发射速度B 第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C 第二宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D 第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度 关于宇宙速度 下列说法正确的是 A 1957年10月4日 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 三 梦想成真 1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空 我国的航天成就 2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功 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 小结 一 卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供 二 三种宇宙速度 v1 7 9km s 会推导 v2 11 2km sv3 16 7km s 感谢各位莅临指导 课后练