高一物理必修二§6-5宇宙航行li

6.5 宇宙航行,2018年1月18日星期四,嫦娥奔月,2018年1月18日星期四,敦煌飞天的美丽壁画,2018年1月18日星期四,1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星,我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星,2003年10月15日，神州五号载人宇宙飞船发射升空,2018年1月18日星期四,一、人造卫星的发射原理,牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落回地面,地球质量为M，卫星轨道半径为r ，卫 星质量为m ，引力常量，写出下列物理量的表达式,一、人造地球卫星,1,2,3,4,v1v2=v3v4,T1T2=T32=34,三、人造地球卫星的运动规律,练习：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，线速度越（2）离地面越高，周期越（3）离地面越高，角速度越（4）离地面越高，向心加速度越（5）离地面越高，向心力越,小,长,小,小,小,两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量不相等，轨道半径之比r1:r2=1:4,则它们的(1)线速度大小之比 v1:v2= (2)周期之比 T1:T2 =,课堂训练,2018年1月18日星期四,这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫做第一宇宙速度。,近地面的卫星的速度是多少呢？,2018年1月18日星期四,二、宇宙速度,1、第一宇宙速度： (环绕速度）,V1=7.9km/s,地球,11.2km/sv7.9km/s,2、第二宇宙速度：(脱离速度),V2=11.2km/s,V3=16.7km/s,3、第三宇宙速度：（逃逸速度）,人造行星,人造恒星,人造卫星,概念辨析发射速度和运行速度,1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。,2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。,r v,宇宙速度均指发射速度,第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度,四、地球同步卫星,1、定义所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。,r v T a “全部固定”,圆轨道在赤道平面，即在赤道的正上方；周期与地球自转周期相同，为24小时；绕行方向为自西向东。,大家能否计算出同步卫星的高度，线速度呢？,2、地球同步卫星的运行特征,可概括为四个一定定轨道平面,其运行轨道平面在赤道平面内；定周期,即运行周期等于地球自转周期（24 h）定高度，即离地面高度一定（h=36000 km）定速度，即运行速度一定（v3.1km/s）,3、同步卫星的应用：主要用于通信,3颗同步卫星可实现全球覆盖,所以也叫通信卫星,2018年1月18日星期四,2018年1月18日星期四,4、近地卫星,近地卫星是指卫星的轨道半径近似等于地球半径，其周期约为84分钟。其向心力由万有引力提供。,2018年1月18日星期四,练习：求近地卫星的周期,2018年1月18日星期四,四、人造卫星的超重和失重,1、发射和回收阶段,发射,加速上升,超重,回收,减速下降,超重,2、沿圆轨道正常运行,只受重力,a = g,完全失重,与重力有关的现象全部消失,天平,弹簧秤测重力,液体压强计,赤道轨道,极地轨道,倾斜轨道,同步轨道,自转轴,人造卫星的轨道,思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其 在高轨道上运行，应采取什么措施？,在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。.,P,Q,2018年1月18日星期四,1,2,L,使卫星进入更高轨道做圆周运动,非远地点变轨,向高轨卫星的发射,卫星的回收,1、如图所示，发射同步卫星时，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；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A、在轨道3上的速率大 于1上的速率B、在轨道3上的角速度 小于1上的角速度C、在轨道2上经过Q点时 的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上 经过P点时的加速度,BD,1、回顾航天史,世界上第一个想利用火箭飞行的人,14世纪,梦想成真（航空领域重大成就）,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。,1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空,2、中国的航天成就,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,2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功,2008年9月25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏,3、展望未来,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