初中物理教学：探索宇宙概况.ppt

物理教学,沪科粤教版8年级飞出地球,“嫦娥奔月”的故事,这个传说反映出了中国古代人对月球构造的朦胧认识，也可以说是人类最早的登月梦想。,飞出地球，飞向太空！,人类的梦想,当人们仰望满天的繁星，总会被那美丽、深邃而神秘的夜空深深地吸引。对于人类来说，宇宙充满着无穷无尽的奥秘。宇宙是什么？宇宙有多大？宇宙存在有多久了？宇宙从哪儿来又要往哪儿去？正是人们的好奇心和探索精神带动了天文学的产生和发展。,一、认识宇宙,1、阴阳五行（金、木、水、火、土）是我们祖先的宇宙观。“天圆地方”是他们认为的宇宙形状。2、后来，看到日月星辰东升西落的现象，认为地球处在宇宙的中心，是不动的，而宇宙是一个透明的大球体，所有其他的天体像太阳、月球、星星等都排列在圆球的表面，围绕着地球运转。,公元2世纪，希腊学者托勒密概括了前人的看法，提出了“地心说”。,3、450多年前，波兰天文学家哥白尼总结了前人的经验，并根据自己长期观测的资料，提出了“日心说”。他认为太阳是宇宙的中心，地球只是一颗恒星，一切行星都绕着太阳运转。,4、380多年前，意大利科学家伽利略制成了天文望远镜，第一个用望远镜来观测天体，并且证实了哥白尼和布鲁诺的学说，他用简明易懂的方式宣扬了哥白尼学说。,5、17世纪初，德国天文学家开普勒在分析大量观测资料的基础上，确立了行星绕太阳的三大定律。,6、后来，英国科学家牛顿进一步发展了开普勒的学说，发现了万有引力定律,并进一步证明了行星围绕太阳运行是受到“万有引力”的作用，进一步揭示了宇宙的秘密。这样，就更加巩固了新的宇宙观的发展基。,7、当代最杰出的物理学家爱因斯坦，也对当代天文学的发展有重要的影响和突出的贡献。他的狭义相对论是高能天体物理最基本的理论。而广义相对论就是以宇宙作实验室来检验的。1915年，爱因斯坦根据广义相对论，成功地解释了水星近日点运动问题；推断光线在引力场中要弯曲，并在1919年5月29日的日全食观测中得到了证实。1917年爱因斯坦发表第一篇宇宙学论文：根据广义相对论对宇宙学所作的考察，对当代宇宙学的发展有重要影响。,太阳系,银河系,太空中“孤独的旅行者”“哈勃望远镜”,“哈勃望远镜”拍摄的遥远天体,二、人类的飞天梦想,古诗词：大鹏一日同风起，扶摇直上九万里。不知天上宫阙，今夕是何年？我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒！,人类的飞行渴望长期停留在模仿鸟类的阶段。人类多么渴望象鸟一样自由自在无忧无虑的飞翔，即使在今天，人类也仍然存有这份幻想.公元前500400年中国人就开始制作木鸟并试验原始飞行器。,风筝起源古代中国，约14世纪传到欧洲。,1250年罗杰培根记述扑翼机的设想，15世纪达芬奇作出具体设计，但一直未获成功。,早在北宋时期（公元970年），我们的祖先就发明了火箭；,1783年8月第一只氢气球在法国升空，同年11月热气球第一次载人升空并航行9000米。,现代气球飞行已成为大众娱乐活动。,早期的滑翔机,早期的飞机,19001902年间莱特兄弟试飞1000余次，研制翼形200余种，终于在1903年制造出了第一架依靠自身动力进行载入飞行的飞机“飞行者”1号，并且获得试飞成功。他们因此于1909年获得美国国会荣誉奖。,中国的第一位飞机设计师冯如1912年以身殉职，年仅29岁。遗体安葬黄花岗，被追授为陆军少将，并立碑纪念尊为“中国始创飞行大家。”,自第二次世界大战后，欧、美及前苏联等国家在飞机的研制和改进方面取得了飞速发展。今天欧洲的“空中客车”飞机制造公司、美国的“波音”公司成为世界飞机制造业的巨头。,问题：怎样才能飞出地球呢？,1、必须克服地球的引力作用。2、生活中的启示3、1863年，法国科幻小说家在其著名的小说从地球到月球、环绕月球两本书中描绘了一个大炮发明家发射了一枚速度超过10km/s的中空炮弹，将几名探险家送到月球的故事；4、经典物理学的发展给出了明确的答案,资料：要有多快才能飞多远？,1、离地面上万米高空绕地球旋转，需要具备的速度为：7.9km/s.这个速度也称为第一宇宙速度或环绕速度。2、若想脱离地球引力的束缚绕太阳旋转，则须具备的速度为：11.2km/s.这个速度也称为第二宇宙速度或脱离速度。3、若想再脱离太阳引力的束缚飞到太阳系外的宇宙空间去，需要具备的速度为：16.7km/s.这个速度也称为第三宇宙速度或逃逸速度。,火箭的诞生为人类插上了飞天的翅膀！,1926年3月16日，美国火箭工程师戈达德发射了世界上第一枚液态燃料火箭，火箭飞行了2.5秒；,在第二次世界大战中设计了V2火箭并为宇宙探索作出了重大贡献的冯布劳恩博士,被誉为“火箭之父”的齐奥科夫斯基最早从理论上证明用多级火箭可以克服地心引力进入太空。他建立了火箭运动的基本数学方程，奠定了理论基础。他首先提出了使用液体推进剂火箭的倡议，对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。,迄今，前苏联（今俄罗斯）、美国、法国、中国、日本、印度、以色列和英国等国家以及欧洲航天局先后研制出约80种运载火箭，修建了10多个大型航天发射场。,人类航天梦想的实现历程：,1957年10月4日，在总设计师科罗廖夫领导下，前苏联发射了第一颗人造地球卫星“卫星”1号；,1961年4月，前苏联进行首次载人飞行并获成功。人类第一个太空人尤里加加林乘“东方”号飞船首次绕地球飞行。,1965年6月5日，美国宇航员怀特实现太空行走。,1965年3月18日，苏联航天员列昂诺夫离开“上升”2号飞船密封舱，系着安全带第一次实现了到茫茫太空中行走。,人类的壮举“阿波罗”登月工程,1969年7月20日，美国成功发射了“阿波罗”飞船！,面对前苏联在航天领域咄咄逼人的气势，1961年5月25日美国总统肯尼迪发誓10年实现登月，阿波罗登月计划制定。,“阿波罗”号宇航员：左起柯林斯、阿姆斯特朗、艾德林。,这是“阿波罗”宇宙飞船的“鹰”号登月舱正向月球表面缓缓降落。天空中悬挂的是地球。,阿姆斯特郎的脚地球人类的脚，终于踏上了月球的表面。,这是另一位宇航员艾德林，有人说：没有见过这张照片的人，对20世纪的人类所作的了解可能就是不完整的。,此后，法国、英国、日本等发达国家也先后加入了飞出地球的大军，世界航天科技以及空间技术迅猛发展,这是从“阿波罗”号宇宙飞船上拍摄下来的奇伟的地球景观。,三、中国空间技术的发展：,1956年，中国建立了第一个专业化的空间科学研究所。1970年4月24日，我国成功发射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”；,中国于1988年9月7日首次发射了“风云”1号太阳同步轨道实验性气象卫星，1990年9月3日，中国发射了“风云”2号气象卫星。这是一颗地球静止轨道气象卫星，定点于东经105度地球轨道上空，它可以覆盖以中国为中心的约1亿平方千米的地球表面。,1979年5月，我国开始向太平洋海域发射大型运载火箭。现在已发展成为“长征”号系列运载火箭。,中国载人航天历程：,1992年9月21日，中国载人航天工程正式启动；,2001年1月10日1时，“神舟二号”无人飞船发射前，飞船正与“长征2号F”大推力运载火箭对接。,2002年4月1日，“神舟三号”飞船在预定地域着陆。,2003年1月5日晚，“神舟四号”飞船在内蒙古中部预定区域着陆。,2003年10月15日，我国在酒泉卫星发射中心进行首次载人航天飞行。9时飞船神洲发射.ram整，“神舟五号”载人飞船发射升空。,2003年10月16日，“神舟五号”载人飞船载着中国第一位宇航员杨利伟绕地球飞行了14圈后安全返回！,“神舟六号”载人飞船于2005年10月升空。,“神六”航天员费俊龙、聂海胜,四、新一代航天器航天飞机,1981年4月12日美国发射第一架航天飞机“哥伦比亚”号时的场景；它具有在地球与轨道之间重复往返的功能,美国“发现”号航天飞机。,前苏联的“暴风雪”号航天飞机,五、“太空家园”国际空间站,彼得格拉赛于1968年首次提出建造空间太阳能发电站，众多科学家被这一设想所吸引。,1977年，美国普林斯顿大学奥尼尔博士出版宇宙移民岛一书，描绘了向宇宙空间移民的宇宙城的建设方案。,1973年5月14日，美国成功发射了一座“天空实验室”1号航天站。,1995年6月29日美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机与俄罗斯“和平”号空间站对接，是航天史上重要事件。,1995年2月6日美国“发现号”航天飞机与“和平”号航天站交会成功。,“东方快车”和“自由”号永久空间站计划令人瞩目，将成为21世纪重要的科学活动。,欧洲11国集中人力和物力，联合研制“哥伦布”号宇宙空间站。,未来航天站示意图。,六、航天新动向：对行星的探测,前苏联于上世纪六十年代发射的“金星”探测器。,美国发射的“水手”4号探测飞船于1965年7月15日在距火星9280千米处掠过，拍摄了22张火星照片。,美国1973年发射的“先驱者”10号探测飞船1974年经过木星上空时的情景。,美国“海盗”号探测器1976年6月19日探测器进入了火星轨道，7月20日在火星软着陆成功,1977年美国发射的“旅行者”2号探测器于1988年飞临天王星，1989年8月人类第一次看到海王星的照片,欧洲空间局的探测器“乔托”号于1986年3月14日与哈雷彗星相会，在距彗核约607千米外飞过，拍摄了1480张彗核的珍贵照片。,1989年10月，美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机向太空施放了“伽利略”号木星探测器,苏联发射的两艘火星探测飞船1989年1月接近火星。这是“福波斯”1号,1995年12月7日，“伽利略”号探测器经过了6年的飞行到达了木星附近,1990年10月6日，美国“发现”号航天飞机把一个外形独特的宇宙探测的器向上旋转着从舱内推出，探测器用它自身的三级火箭加速，向着绕地轨道飞走，背向太阳而去。这个探测器就是“尤里西斯”号太阳两极探测器。,1992年9月25日，火星观察者号探测器发射成功。,1997年10月，重六吨的“卡西尼”号星际探测器发射到飞往土星的轨道。这是本世纪最后一艘行星际探测的大飞船。,中国计划中的“嫦娥一号”探月工程。,航天史上的灾难：,在人类辉煌的航天路上，有无数的科技工作者为之奋斗、奉献！凝聚了一代又一代人的聪明和智慧！同时，还有许多先辈献出了宝贵的生命！,1960年前苏联发生了航天史上最惨重的灾难：1960年10月23日傍晚，苏联在发射火星探测器时，因计算机故障未能使火箭点燃。按照安全规范，任何检验只能在火箭燃料排空后才能进行。但为了使苏联领导人赫鲁晓夫在参加联合国大会其间向世界显示苏联的空间技术成果，有关方面违反安全规定，让近百名专家工程师立即对火箭的故障进行检查。不料，火箭又突然点火，接着倾倒爆炸，发射现场巨响震天，一片火海。许多优秀人才死于这场事故。苏联因此损失了一批空间技术高级精英。其中包括：战略火箭部队司令涅杰林元帅，武装部队副总参谋长巴甫洛甫斯基，火箭专家格瓦，原子科学家耶弗雷莫夫等。这是迄今所发生的航天领域中最惨重的地面灾难。,邦达连科是第一位牺牲的宇航员，科马罗夫于1967年4月23日因飞船失事以身殉职,1967年6月24日，前苏联“联盟”1号飞船在返回时猛烈冲向地面，降落伞没有打开，在几声剧烈的爆炸声中，飞船在火中燃烧。人们后来在飞船残骸堆中，找到了宇航员科马罗夫已经烧焦的部分遗体。,1971年6月29日，苏联“联合”号宇宙飞船在返回地球的途中，由于指挥舱空气外泄，使三位太空人杜布罗伏斯基、伏科夫、巴扎耶夫死于非命,1986年1月28日美国“挑战者”号升空时的场景。,第73秒后，她在17千米高空发生爆炸，数百万电视观众目睹了这场人类航天史上最悲惨的灾难。这是