《宇宙航行》课件

第六章万有引力与航天5宇宙航行中国人的飞天梦外国人的“飞天”梦飞天之梦的历史一、宇宙速度平抛运动演示让物体做平抛运动初速度逐渐增大问题情境思考讨论一:地面上的物体，怎样才能成为人造卫星呢？通过观看动画回答下列问题：1、平抛物体速度逐渐增大，物体的落地点怎样变化？2、在速度足够大的情况下，地面还是水平的吗？3、若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。

越来越远物体不再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。不是思考？

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思考讨论二:物体要想成为地球的卫星，速度应该多大？

由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球对它的万有引力全部提供绕地球运转的向心力,故月球不会落到地面上来。问题：月球绕着地球转要受到地球对它的吸引力,但是为什么月亮不会落到地面上来?方案一：若已知：地球的质量M=5.98×1024kg,

半径R=6400km，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2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方案二：若已知：地球表面重力加速度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探究一：物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度和周期分组探究方案一：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建立模型方案二

若已知：地球表面的重力加速度g=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.

11.2km/s>V>7.9km/sV=16.7km/sV=11.2km/sV=7.9km/s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：三种宇宙速度二、人造地球卫星运动规律探究二：将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，你能推出卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系吗？1234r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。新闻报道最近某地发射一颗人造地球卫星，质量为1000kg，环绕周期为1h，你能根据所学知识判断该消息的真伪吗？假新闻。绕地球表面做匀速圆周运动的卫星的周期是地球所有卫星中最短的。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。思考讨论三: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。

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。思考：第一宇宙速度是发射卫星的最大速度还是最小速度？r最小，是最小发射速度。归纳：第一宇宙速度是最小发射速度，也是最大运行速度。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？ABCD思考讨论四：人造地球卫星的运行轨道

F1F2F3赤道平面北南东西轨道中心

地心________提供向心力万有引力

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：①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方②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③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。人造地球卫星的运行轨道

相对于地面静止且与地球自转同步的卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。思考：对于同步卫星的发射及轨道定位有什么要求呢，怎样才能保持与地球同步呢？地球同步卫星同步卫星同步卫星有以下几个特点：同步卫星的高度：（1）周期一定T=24h（2）在赤道平面内（3）高度一定三、梦想成真

1961年，苏联宇航员尤里·加加林，完成人类历史上第一次宇宙飞行，人类飞天梦想终于变成现实。1963年，瓦莲蒂娜·捷列什科娃，人类第一位进入太空的女性。

1969年7月20日，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、迈克尔·柯林斯、巴兹·奥尔德林(上图从左至右)，成功登月。左图为月球上的奥尔德林，头盔中人影为阿姆斯特朗。

1984年，美国宇航员布鲁斯·麦坎德利斯离开航天飞机320英尺，完成人类首次无安全索太空行走。

2001年，第一位太空游客美国人蒂托(中)，进入国际空间站，开始太空观光。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我国载人航天回顾杨利伟在太空展示中国和联合国国旗我国首位航天员杨利伟2003年“神舟”五号中国人“飞天”梦圆费俊龙在做身体检查美味佳肴飘进来

成功返航

奉命出征2005年“神舟”六号首次“多人多天”空间飞行2008年“神舟”七号首次太空行走本课小结:⒈宇宙速度

第一宇宙速度：v＝7.9km／s是卫星发