高中物理 必修第2册 7.4宇宙航行

精品教学课件高中物理必修第二册

RJ第七章万有引力与宇宙航行7.4宇宙航行目录CONTENTS1

学习目标2

新课导入3

新课讲解4

课堂小结5

当堂小练1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.2.了解人造卫星的相关知识和我国卫星发射的情况，认识同步卫星的特点.3.了解人类对太空的探索历程.学习目标中国的飞天梦历程嫦娥奔月万户飞天中国航天从嫦娥奔月到万户飞天，再到嫦娥五号、天问一号，中国一直在为“飞天”梦想努力着。新课导入实际上，早在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿就设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。01宇宙速度

02人造地球卫星03载人航天与太空探索新课讲解一、宇宙速度思考：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M=6×1024kg，地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度（环绕速度）。1.第一宇宙速度的分析与计算一、宇宙速度

物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供的，有：1.第一宇宙速度的分析与计算一、宇宙速度发射卫星的轨道越高，需要克服万有引力的阻碍作用越多，所以发射速度需要增加。（2）是航天器成为卫星的最小发射速度2.是卫星的最大环绕速度（1）第一宇宙速度的大小：v=7.9×103km/s;1.第一宇宙速度的分析与计算一、宇宙速度2.认识第二宇宙速度理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，又小于11.2km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把

11.2km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。一、宇宙速度3.认识第三宇宙速度达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于

16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。一、宇宙速度数值意义第一宇宙速度___km/s(1)卫星在地球表面附近绕地球做_____________的速度(2)人造卫星的最小地面发射速度第二宇宙速度____km/s使卫星挣脱_____引力束缚的最小地面发射速度第三宇宙速度____km/s使卫星挣脱_____引力束缚的_____地面发射速度7.9匀速圆周运动11.2地球16.7太阳最小二、人造卫星卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：1.人造卫星轨道的分类(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。二、人造卫星2.人造地球卫星的运行参量质量为m的天体绕质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动：当r增大时an减小v减小ω减小T增大二、人造卫星3.人造地球卫星的分类（1）近地卫星：指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。二、人造卫星3.人造地球卫星的分类（2）同步卫星的“六个一定”①轨道平面一定：赤道平面②周期与角速度一定：T=24h⑤运转方向一定:自西向东③轨道半径一定:r=6.6R④速度大小一定:v=3.08km/s⑥向心加速度的大小一定:二、人造卫星（3）同步卫星的用途：主要用于通信，故也称通信卫星。3颗同步卫星可实现全球覆盖,为了使同步卫星之间不相互干扰，大约3°左右才能放置一颗同步卫星，也就是说，地球上空只能放下120颗同步卫星。截止2012年，已发射100多颗。二、人造卫星h=3.6××107mr=4.2××107mv=3.08km/sT=24hh=3.8××108mr≈3.8××108mv=1km/sT=27.3天h≈0r=6.4××106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球三、载人航天与太空探索1961年4月12日，苏联航天员加加林进入了东方一号载人飞船。火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108min，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类首次进入太空的丰碑。1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。7月20日下午10时56分，指挥长阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并说出了那句载入史册的名言：“对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大的飞跃。”三、载人航天与太空探索2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后安全降落。这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家。在载人航天方面，继神舟五号之后，截至2017年底，我国已经将11名(14人次)航天员送入太空，包括两名女航天员。三、载人航天与太空探索视频学习：嫦娥五号任务全过程三、载人航天与太空探索视频学习：天问一号任务全过程宇宙航行宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）:第二宇宙速度（逃逸速度）:第三宇宙速度（脱离速度）:v2=11.2km/sv1=7.9km/sv3=16.7km/s人造地球卫星载人航天与太空探索近地卫星极地卫星同步卫星当堂小练1.若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为() A.16km/s B.32km/s C.4km/s D.2km/sA当堂小练2.如图所示，是同一轨道平面内的三颗人造地球卫星，下列说法正确的是()A.线速度vA＜vB＜vCB.根据万有引力定律，可知FA＞FB＞FCC.角速度ωA＞ωB＞ωCD.向心加速度aA＜aB＜aCC3.设地球的质量为M，半径为