高一物理人教版宇宙航行38张

宇宙航行

回顾：万有引力：万有引力成就：（1）计算天体的质量--------比如地球、太阳质量等等（2）发现未知天体---------比如海王星的发现、哈雷彗星的按时回归等等(T=76年)太空中，远眺地球八大行星围绕太阳转动浩瀚的宇宙，总是给我们无限的遐想嫦娥奔月探究宇宙奥秘，奔向遥远的太空。自古以来就是人类的梦想。火箭升空

太空行走登录月球梦想成真

1969年7月16日，美国宇航员阿姆斯特朗乘坐阿波罗11号登上月球。阿姆斯特朗:“对于一个人来说，这只是一小步；但是对于人类来说，这却是一大步。”(That’sonesmallstepforaman,onegiantleapformankind)。

1975年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按计划返回地面；中国是第三个掌握卫星回收技术的国家。

1970年，“东方红”1号，中国第一颗人造卫星。中国是第五个能自行发射卫星的国家。中国航天史风云一号通信卫星中国1988年9月7日发射了第一颗气象卫星—“风云一号”太阳同步轨道气象卫星1984年4月8日，我国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功

飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场．这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想。

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人太空。2005年10月12日，神舟六号搭载费俊龙，聂海胜两名航天员升空。2008年9月25日，神舟七号搭载翟志刚，景海鹏，刘伯明三名航天员升空。

伴随着“神舟”号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程．

怎么样才能把物体发射上天空，且不再落回地面？想一想：一、牛顿的设想

牛顿曾设想,从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远-----当速度足够大时,物体就围绕地球旋转,成为一颗人造卫星人造卫星的发射速度至少达到多少才能绕地球做稳定的圆周运动?思路：计算：贴着地球表面转动的那颗卫星，它的速度是多少？算一算:

设地球的质量为M，

人造卫星质量为m，卫星贴着地球表面转动，它到地心的距离为r，求卫星的速度v，解得：由：卫星受地球的万有引力充当卫星转动的向心力F引

=F向地球半径:R=6400km---------公元前3世纪,古希腊人测出地球质量:M=5.96×1024kg----1798年，英国人卡文迪许测出代入可得=7.9km/sG是引力常量M是地球质量r是卫星的转动半径（在这个场景里，r等于地球半径R）V=7.9km/s含义：在地球上，卫星的最小发射速度（小于该速度则发射不成功）被称为：地球的第一宇宙速度轨道：贴着地球表面（附近）转动的速度计算公式：二、宇宙速度1、第一宇宙速度：在某个天体上发射卫星绕天体转动所必须具有的速度，也称为“最小发射速度”。轨道：

卫星在表面（附近）转动，r本身也是天体半径R天地球的第一宇宙速度：火星的：土星的：月亮的：同理：例1、已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，(若地球的第一宇宙速度V1=7.9km/s)则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（）A．3.5km/sB．5.0km/sC．17.7km/sD．35.2km/s另一种出题方式：练习册54页例1求：

火星表面附近速度

这也是

火星的第一宇宙速度

或者

火星上发射卫星的最小发射速度解析：火星的第一宇宙速度：地球的第一宇宙速度：解析：--------比例法求解选

A二、宇宙速度1、第一宇宙速度：含义：

。

V1=

（最大环绕速度）2、第二宇宙速度：V2=

（脱离速度）含义：

。

3、第三宇宙速度：V3=

（逃逸速度）含义：

。

特别提醒：

三种宇宙速度是针对地球来说的,换成别的星球，数据不一样（从地球发射）11.2km/s7.9km/s16.7km/s人造卫星的最小发射速度，再小就发射不成功在地面以该速度发射，则卫星将脱离地球而去在地面以该速度发射，则卫星将离开太阳系

地球v2=11.2km/sv3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s

v1=7.9km/sV1=7.9km/sV2=11.2km/s

若发射速度7.9km/s----11.2km/s，V3=16.7km/s

想一想结果：卫星绕地球运动的轨迹不是圆，是椭圆，但还在地球的引力范围之内。若发射速度11.2km/s---16.7km/s，结果：摆脱地球束缚，成为太阳的卫星若发射速度超过16.7km/s，卫星将离开太阳系人造卫星受到地球的万有引力三、人造卫星的运行规律人造卫星转动需要有向心力F万=F向卫星运动的线速度V、角速度ω、周期T与距离关系：卫星运动(V、ω

、T

)是由轨道

r

惟一决定，与m无关(1)由

得：ｖ＝(2)由

得：ω＝

(3)由

得：Ｔ＝GM4π2r3记忆：“越近越快，越远越慢，与m无关”总结：V=7.9km/s1.在地球上，卫星的最小发射速度2.地球的第一宇宙速度3.贴着地球表面（附近）转动的速度4.所有卫星在空中转动的最大环绕速度b离地球最近，轨道半径r最小，所以：线速度V最大，角速度ω最大，加速度a最大,而转一圈的时间（周期）T最小，a与c这两颗卫星在同一轨道，r一样，所以：a与c卫星的V、ω、a一样（比b卫星小），周期T也一样（比b卫星大）a、b、c的v、ω、T大小如何？1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h四、地球同步卫星r、v、ω、ɑ可以解出具体数据（唯一的）2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上，

即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合。同