2023学年完整公开课版宇宙航行2

宇宙航行300多年前，牛顿提出设想地面上的物体，怎样才能离开地球问题：？法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法二：在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力问题一：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？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km)

（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）一、宇宙速度

1、第一宇宙速度v1=7.9km/s说明：（１）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回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；(环绕速度）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．

（3）如果卫星发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行．

２、第二宇宙速度v2=11.2km/s

当物体的发射速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球引力，永远离开地球。3、第三宇宙速度

如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了．v3=16.7km/s向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大？哪个需要的发射速度大？为什么？高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？注意：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念运行速度

指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度发射速度

指被发射物体离开地面时的速度V1=7.9km/s（第一宇宙速度）最小发射速度最大运行速度人造卫星的r大,需要的v发射大；而v运行却小思考：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，向心力越（2）离地面越高，线速度越（3）离地面越高，周期越（4）离地面越高，角速度越（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小练习：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗？地球二、人造卫星2.轨道中心

地心1.________提供向心力万有引力3.R越大，T_____，V_____，ω_____，an_______越大越小越小越小三、地球同步卫星1.周期T=_______24h2.轨道平面___________赤道平面4.R、v、ω、T、an

_______________3.h=_________36000km“全部固定”（如何求？）人类航天始祖----万户人类航天的始祖是我国明朝的万户。在15世纪的我国明朝早期，一位名叫“万户”的官员，在一把椅子的背后装上47支火箭。当然，那是当时能买到的最大的火箭。他自己坐在椅子上，并用绳子绑紧。两手则各拿一个大风筝。然后他要仆人将47支火箭同时点燃，想借用火箭的力量把他推向空中。这是美国人罗伯特·吉姆在1945年出版的《火箭与喷射》一书中的叙述。英国、德国和前苏联的一些火箭专家，在他们的著作中也提到或引用了这件事。可见，万户是世界上公认的“第一个尝试利用火箭进行飞行的人”。为表彰他的功绩，国际天文联合会将月球上的一座环形山命名为“万户”。五、梦想成真（适当介绍）梦想成真：谁为人类迈向太空提供科学思想19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气推进的多级火箭）第一颗人造地球卫星何时何地发射成功1957年10月4日苏联第一艘载人飞船何时何地发射成功1961年4月12日苏联加加林东方一号载人飞船人类何时登上月球1969年7月16日9时32分，美