人教版高中物理必修二65《宇宙航行》共26张P

§65《宇宙航行》提出问题：抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件？从高山上用不同的水平速度抛出物体，物体的落地点不同：当物体速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。300多年前，牛顿提出设想人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，它需要的向心力是由谁提供的？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,卫星运动的速度为v，请你用学过的知识推导出卫星在轨道上运动速度v的表达式。若M地=598×1024g,r＝R地=640×106m，并计算出运动速度的大小。探究【探究问题一】以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？思路一：由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以对于靠近地面的卫星，可以认为此时的r近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：意义：显然要使所有人造地球卫星发射到地球上空不掉下来,发射的速度不能低于这个速度,不然会由于地球的引力大于所需的向心力而会使物体掉下来。若已知地表重力加速度g=2，R=6400m思路二：重力提供物体作圆周运动的向心力一、宇宙速度 1如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转； 2等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．1第一宇宙速度v1=79m/s这个速度是所有人造地球卫星的最小发射速度，又是近地卫星的最大环绕速度！若发射的速度大于v=会出现什么情况呢探究意义：以这个速度发射，物体刚好能克服地球的引力作用，永远的离开地球而绕太阳运动。也叫脱离速度。注意：，，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，成为人造行星。2第二宇宙速度v2=112m/s意义：以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外，也叫逃逸速度。，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。v3=3第三宇宙速度二、人造卫星的发射速度和运行速度发射速度与运行速度是两个不同的概念． 1发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，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． 2运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度注意:卫星的实际环绕速度一定小于发射速度①第一、第二、第三宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度问题:如图卫星ａ与ｂ哪个的环绕速度大？发射它们时哪个的发射速度大？哪个周期大？卫星a的发射速度比b的大结论：卫星a的环绕速度比b的小卫星a的环绕周期比b的大探究二、人造卫星1轨道中心地心2________提供向心力万有引力3h越大，T_____，V_____，ω_____，an_______越大越小越小越小练习：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗？同步卫星问题1：什么是“同步”？定义：所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它与地球自转角速度相同或与地球自转的周期相同，即：T＝24ｈ。地球同步卫星地球同步卫星的特点：“四个一定”（1）周期一定：T=24h（2）高度一定:h=36×107m（3）速率一定：线速度v＝31m／s（4）轨道平面一定：与地球赤道平面共面。h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较1957年10月，原苏联发射第一颗人造地球卫星，每96min绕地球飞行一圈梦想成真几年之后，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。实现了人类第一次进入太空。他的非凡勇气，鼓舞了更多人为航天事业奋斗。火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108分，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。梦想成真航天飞机资料：可重复使用的用运载火箭发射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之间运送人员和物资，并滑翔降落于地面。1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号发射成功。梦想成真2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路梦想成真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。中国航天梦想成真飞船绕地球飞行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，标志着中国成为世界上第三个能够