《宇宙航行》课件

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,中国人的飞天梦,外国人的“飞天”梦,【知识与技能】1了解人造卫星的有关知识2知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度【重点】1.第一宇宙速度的推导；2.人造卫星运动的特点【难点】1.线速度、角速度、周期与半径的关系；2.区别稳定运转速度和发射速度,一、宇宙速度,从高山上水平抛出物体，速度越大，落地点离山脚越远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。,牛顿关于卫星的设想,第一宇宙速度的推导方案一：若已知：地球的质量为半径R=6400km，引力常量探究：物体在地球表面附近运行的线速度及周期,方案二：若已知：地球表面的重力加速度g=9.8m/s2地球的半径R=6400km探究：物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度及周期,解：,第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度.,第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度.（逃逸速度）,绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。,第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度.（不同天体有各自的第一宇宙速度。如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落回地面。）,阅读教材并回答：三种宇宙速度（发射速度）,1第一宇宙速度(7.9km/s)卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，叫第一宇宙速度将人造地球卫星送入预定的轨道运行所必须具有的速度，叫发射速度轨道越高，绕地球运行的环绕速度越小因此，第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动所具有的最大速度，也是发射人造地球卫星的最小速度,2、第二宇宙速度：在地面上发射飞行器，如果发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s时，它绕地球运行的轨道不是圆而是椭圆当发射速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力成为绕太阳运转的人造行星或飞到其他行星上去11.2km/s称为第二宇宙速度,3、第三宇宙速度：当物体的速度v16.7km/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。这个速度叫第三宇宙速度。,二、人造地球卫星运动规律,r越大（高），v越小,r越大，越小,r越大，T越大,r越大，an越小,思考：第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度还是最小速度？,r最小，是最大环绕速度。,向高轨道发射卫星时,需要的初速度大，因为火箭克服地球对卫星的引力而做更多的功,对火箭的要求更高一些,所以比较困难。,思考:将卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大？哪一个更容易？为什么？,发射速度：卫星在地面附近离开发射装置的初速度。一旦发射后再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度、进入运动轨道。注意宇宙速度均指发射速度运行速度：卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。注意:卫星的实际环绕速度一定小于发射速度.,如图所示，A、B、C、D四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条？,思考：人造地球卫星的运行轨道,人造地球卫星,所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上三类人造地球卫星轨道：赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。,人造地球卫星的运行轨道,地球同步卫星,问题：你能否形象的描述它的轨道？,轨道与赤道重合,卫星位于赤道的正上方的某一高度,同步卫星：相对于地面静止，公转周期和地球自转周期相同的卫星。,1特点：,定周期：T=24h=86400s,定点：相对于地面静止。,定轨道：同步卫星轨道必须在赤道上空,定高度：由,定速度：由于同步卫星高度确定，其轨道半径即确定，因此线速度、角速度大小均不变,定加速度：由于同步卫星高度确定，其轨道半径即确定，因此向心加速度大小也不变,三、梦想成真,1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星发射成功1961年4月12日，苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船，火箭点火起飞绕地球飞行一圈，历时108min，然后重返大气层，安全降落在地面上，铸就了人类进入太空的丰碑。1969年7月16日9时32分，阿波罗11号成功登临月球，载人航天技术迅速发展。1992年，中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。2005年的神舟六号，2008年的神舟七号以及后来的神舟八号、神舟九号、嫦娥一号、二号的成功发射无一不说明了我国航天科技的发展之迅速。,1关于第一宇宙速度，下列说法中错误的是()A它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度B它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运动速度C它是能使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度D它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度,D,2人造地球卫星绕地球做圆周运动的线速度可以是()11.2km/s7.9km/s6km/s16.7km/sABCD,B,3在地面上某一高度运行的人造卫星，下列说法中正确的是()A该卫星在轨道上的运行速度大于第一宇宙速度B该卫星在轨道上的运行速度小于第一宇宙速度C发射该卫星时的发射速度大于第一宇宙速度D发送该卫星时的发射速度小于第一宇宙速度,BC,D,51990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的一颗小行星命名为吴健雄星，直径为32km，如果该行星的密度与地球相同，则对该小行星来说，其上物体的第一宇宙速度约为多少?(已知地球半