宇宙航行(公开课)

.,一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只关心脚下的事，注定没有未来黑格尔,作课人：温愷指导教师：马先领,.,宇宙航行,.,1957年，前苏联成功发射人类的第一颗人造卫星,.,1970年，“东方红一号”人造卫星发射成功。这是中国发射的第一颗人造卫星,.,2003年，神舟五号载人飞船发射成功：圆了中国人的飞天梦,.,神舟六号发射成功：中国人开始真正尝试太空生活,.,神舟七号发射成功：中国人开始第一次太空行走,.,嫦娥一号、二号发射成功：中国开展绕月、探月工程,.,天宫一号发射成功：中国人开始建立太空空间站工程,神舟八号、九号、十号与天宫一号对接成功,.,一、创境激情初步感知,若抛出物体的水平初速度足够大,将会出现什么结果?,.,二、自主合作探究规律,英国科学家牛顿（1647-1727）,1、牛顿的设想,在1687年出版的自然哲学的数学原理中，牛顿设想抛出物体速度足够大时，物体就不会落回地面。,.,在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简称人造卫星。,名词解释,人造卫星,发射速度,指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。,运行速度,指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度，又叫环绕速度。,嫦娥一号,.,设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的距离为r,万有引力常量为G.求：卫星绕行的线速度v？,由于卫星绕地球做圆周运动所需向心力由万有引力提供，所以,卫星离地心越近，它的环绕速度就越大,合作探究1,.,1,2,3,.,思考：如果1号卫星正好在地球表面附近做匀速圆周运动，环绕速度是多大？(设地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G),当卫星做近地绕行时，轨道半径地球半径R，所以这个数值也说成：卫星的最大环绕速度，最小的发射速度。,.,人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。,（1）第一宇宙速度,（谐音：吃点酒）,二、自主合作探究规律,2、三种宇宙速度,v1=7.9km/s（地面附近、匀速圆周运动）,.,第一宇宙速度的另一表达式为:,若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，地球的半径R=6400km，而地球质量M未知,请计算求得第一宇宙速度?,二、自主合作探究规律,合作探究2,.,总结：推导第一宇宙速度的两种方法,方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力,方法二：在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力,.,解：设地球质量为M，地球半径为R，地球的第一宇宙速度为v，月球的质量为M1,月球的半径为R1,月球的第一宇宙速度为v1,v=7.9Km/s,=1.76Km/s,物体在月球表面附近做匀速圆周运动仍然有,得v1=,合作探究3月球的质量约为地球的1/81,半径约为地球半径的1/4,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则月球的第一宇宙速度约为多少?,.,当发射的速度等于或大于11.2km/s时，物体就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。,思考：若发射速度大于7.9km/s，物体将怎样运动？,二、自主合作探究规律,2、三种宇宙速度,（2）第二宇宙速度（脱离速度）,.,发射到火星的探测器,需要速度大于等于第二宇宙速度,.,如果发射的速度等于或大于16.7km/s，物体就可以摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。我们把这个速度叫第三宇宙速度。,二、自主合作探究规律,2、三种宇宙速度,（3）第三宇宙速度（逃逸速度）,发射“旅行者”宇宙探测器需要探测器的速度大于等于第三宇宙速度,.,.,航天科学的先驱之一,齐奥尔科夫斯基,被人们尊称为“火箭