高中物理必修二课件宇宙航行1市公开课一等奖省赛课获奖课件

宇宙航行第1页嫦娥奔月

敦煌飞天壁画第2页外国人

“飞天”梦第3页前置学习：1.万有引力定律表示式？2.行星运动向心力起源？第4页问题情景若抛出物体水平初速度足够大,物体将会怎样?3.小球从同一高度做平抛运动，随初速度增大，轨迹将怎样改变？第5页牛顿思索与构想：在1687年出版《自然哲学数学原理》中，牛顿构想:抛出速度很大时，物体就不会落回地面。

第6页牛顿构想过程第7页解法：万有引力提供物体作圆周运动向心力以多大速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动不落下？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km)

探究问题一：第8页一宇宙速度

1、第一宇宙速度（围绕速度）v1=7.9km/s．

说明：（１）假如卫星发射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；

(3）大于7.9km/s小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心即椭圆轨道一个焦点．

第9页思索：

若地球质量未知，而知道地球表面

重力加速度g=9.8m/s2,地球半R=6400km,能否求出第一宇宙速度？

解：在地面附近，重力提供物体作圆周运动向心力第10页——即使“R大，V小”，但这里V指绕行速度，而非发射速度。——因为向轨道发射卫星，火箭要克服地球引力对它做功。轨道越高，要克服引力做功也多，发射速度越大。

讨论:向高轨道发射卫星轻易还是向低轨道发射卫星轻易？

第11页

V(发射)

≥7.9km/s>V(运行)

第一宇宙速度7.9km/s最小发射速度最大围绕速度结论:

★发射速度与绕行速度第12页２、第二宇宙速度

这是卫星摆脱地球引力束缚，成为绕太阳运行人造行星最小发射速度．假如人造天体速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道一个焦点．v2=11.2km/s第13页3、第三宇宙速度

这是卫星摆脱太阳引力束缚最小发射速度．假如人造天体含有这么速度，就能够摆脱地球和太阳引力束缚而飞到太阳系外了．v3=16.7km/s第14页v=7.9km/s

11.2km/s>v>7.9km/sv=11.2km/sv=16.7km/s第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度第15页探究已知：地球质量M，半径R，卫星距地面高度h，引力常量G.请你利用已学知识，探究卫星绕地球运行速度v、周期T与高度h关系.二、人造地球卫星第16页其中r=R+h，所以v，ω，T只h与r相关,与卫星质量无关。第17页线速度T1<T2=T3<T4ω1>ω2=ω3>ω41234v1>v2=v3>v4角速度周期1.巡航——卫星围绕运动?第18页探究问题二：（1）如图所表示，a、b、c三轨道中能够作为卫星轨道是哪一条？abc提醒：卫星作圆周运动向心力必须指向地心第19页FF2F1赤道平面北南东西F第20页2、轨道平面过球心第21页“高轨低速长周期”小结：卫星运行规律极地轨道普通轨道赤道轨道全部卫星都在以地心为圆心圆（或椭圆）轨道上平面立体赤道平面第22页课堂练习：已知地球半径是R=6400km，地球自转周期T=24h，地球质量M=5.89×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2

，若要发射一颗地球同时卫星，试求：地球同时卫星离地面高度h结论：地球同时卫星必须发射在赤道正上方固定高度，而且以固定速度围绕地球做圆周运动。第23页小结：同时轨道卫星通信周期T=24h轨道高度h=？定点在赤道正上方运行方向与地球自转相同（自西向东）相对地面静止第24页各种各样卫星……第25页1957年10月4日，苏联发射第一颗人造地球卫星。1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人类进入太空梦想。1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。三、梦想成真第5节宇宙航行第26页1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空我国航天成就年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功第27页年10月15日神舟五号杨利伟年10月12日神舟六号费俊龙聂海胜年9月25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏第28页3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7千米/秒（卫星摆脱太阳束缚最小发射速度）1、第一宇宙速度（围绕速度）：v=7.9千米/秒（地球卫星最大绕行速度，地球卫星最小发射速度）2、第二宇宙速度（脱离速度）：v=11.2千米/秒（卫星摆脱地球束缚变成小行星最小发射速度）或小结4、研究天体运动基本方法：