宇宙航行(周四用)资料.ppt

6.5 6.5 宇宙航行宇宙航行嫦嫦娥娥奔奔月月古人的梦想古人的梦想5 5 5 5宇宙航行学习目标（1）了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系。知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。（2）通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。（3）激情投入，展示自我，享受合作学习的快乐。学习重难点一、宇宙速度二、地球同步卫星一、创境一、创境一、创境一、创境激情激情激情激情 初初初初步感知步感知步感知步感知 思思考考1 1：若若抛抛出出物物体体的的水水平平初初速速度度足足够够大大,物体将会怎样物体将会怎样?需要给物体以需要给物体以需要给物体以需要给物体以多大多大多大多大的速度，它才会不落回到地面呢的速度，它才会不落回到地面呢的速度，它才会不落回到地面呢的速度，它才会不落回到地面呢?水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。将绕地球运动，成为人造地球卫星。将绕地球运动，成为人造地球卫星。将绕地球运动，成为人造地球卫星。以平抛运动为模型的推理过程以平抛运动为模型的推理过程以平抛运动为模型的推理过程以平抛运动为模型的推理过程地地地地球球球球牛顿人造卫星原理图牛顿人造卫星原理图牛顿人造卫星原理图牛顿人造卫星原理图一、牛顿的设想一、牛顿的设想英国科学家牛顿英国科学家牛顿(1643-1727)在在1687年出版的年出版的自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理中，牛中，牛顿设想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。顿设想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。环绕速度：环绕速度：环绕速度：环绕速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。发射速度：发射速度：发射速度：发射速度：指被发射物体刚刚被射入轨道的初速度。指被发射物体刚刚被射入轨道的初速度。指被发射物体刚刚被射入轨道的初速度。指被发射物体刚刚被射入轨道的初速度。v环绕环绕v发射发射宇宙速度宇宙速度1、第一、第一宇宇宙速度宙速度二、宇宙速度二、宇宙速度物体物体在地面附近在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做度，叫做第一宇宙速度第一宇宙速度。思考思考2 2：第一宇宙速度应该有多大？如何计算？方法一：方法一：方法二：方法二：V=7.9km/sV=7.9km/s脱离速度脱离速度 当物体的发射速度等于或大于当物体的发射速度等于或大于16.7km/s16.7km/s时，物体时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把间。我们把16.7km/s16.7km/s叫做叫做第三宇宙速度。第三宇宙速度。逃逸速度逃逸速度2、第二、第二宇宇宙速度宙速度 当物体的发射速度等于或大于当物体的发射速度等于或大于11.2km/s11.2km/s时，时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把把11.2km/s11.2km/s叫做叫做第二宇宙速度。第二宇宙速度。3、第三、第三宇宇宙速度宙速度第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行三、梦想成真1957年年10月月4日日苏联苏联第一颗人造卫星第一颗人造卫星三、梦想成真三、梦想成真1957年年10月月4日，前苏联发射了日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星世界上第一颗人造地球卫星我国在我国在1970年年4月月20日发射了第日发射了第一颗人造地球卫星一颗人造地球卫星2003年年10月月15日，神州五号载人日，神州五号载人宇宙飞船发射升空宇宙飞船发射升空1961年年4月月12日日苏联苏联加加林加加林东方一号载人飞东方一号载人飞船船第一艘载人飞船第一艘载人飞船1969年年7月月16日日9时时32分，美国分，美国阿波罗阿波罗11号升空，号升空，19日进入日进入月球轨道，月球轨道，20日下午日下午4时时17分着陆，分着陆，10时时56分阿姆斯特朗踏上月面分阿姆斯特朗踏上月面第一次登上月球第一次登上月球阿姆斯特朗：阿姆斯特朗：“我的一小步，人类的一大步我的一小步，人类的一大步”中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”于1970年4月24日在酒泉发射。各种各样的卫星各种各样的卫星太空中的飞船对接太空中的飞船对接天宫一号空间站天宫一号空间站轨道半径越大，卫星的线速度越小。轨道半径越大，卫星的线速度越小。讨论讨论1环绕速度与轨道半径的关系？二、自主二、自主二、自主二、自主合作合作合作合作 探探探探究规律究规律究规律究规律第一宇宙速度为最大的环绕速度第一宇宙速度为最大的环绕速度讨论讨论2轨道越高，卫星的环绕速度越小，是否发射也越容易呢？要使稳定后运动轨道半径越大，卫星的发射速度要使稳定后运动轨道半径越大，卫星的发射速度要求越大要求越大第一宇宙速度为最小的发射速度第一宇宙速度为最小的发射速度交流与讨论能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星，并说明原因？人造地球卫星轨道：人造地球卫星轨道：人造地球卫星轨道：人造地球卫星轨道：赤道轨道赤道轨道赤道轨道赤道轨道卫星轨道在赤道平面，卫星轨道在赤道平面，卫星轨道在赤道平面，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；卫星始终处于赤道上方；卫星始终处于赤道上方；卫星始终处于赤道上方；极地轨道极地轨道极地轨道极地轨道卫星轨道平面与赤道平卫星轨道平面与赤道平卫星轨道平面与赤道平卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极面垂直，卫星通过两极面垂直，卫星通过两极面垂直，卫星通过两极上空；上空；上空；上空；一般轨道一般轨道一般轨道一般轨道卫星轨道和赤道成一定角卫星轨道和赤道成一定角卫星轨道和赤道成一定角卫星轨道和赤道成一定角度。度。度。度。人造地球卫星的运行轨道人造地球卫星的运行轨道人造地球卫星的运行轨道人造地球卫星的运行轨道 赤道轨道极地轨道一般轨道立体赤道平面地球同步卫星的特点地球同步卫星的特点1 1、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对地面静止）地面静止）地面静止）地面静止）地球同步卫星的特点地球同步卫星的特点1 1、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对、同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星（相对地面静止）地面静止）地面静止）地面静止）（1 1）周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，）周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，）周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，）周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，所有同步卫星所有同步卫星所有同步卫星所有同步卫星T T=24h=24h。（2 2）轨道确定：）轨道确定：）轨道确定：）轨道确定：只能在只能在只能在只能在赤道面的正上方赤道面的正上方赤道面的正上方赤道面的正上方，且，且，且，且高度一定高度一定高度一定高度一定。三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。（两级有部三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。（两级有部分盲区）分盲区）可见，空间位置也是一种资源。可见，空间位置也是一种资源。1、宇宙速度宇宙速度：第一宇宙速度第一宇宙速度：v7.9kms是卫星发射的最小速是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。度，是卫星绕地球运行的最大速度。第二宇宙速度第二宇宙速度：v11.2kms，是卫星挣脱地球束，是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度缚的最小发射速度第三宇宙速度第三宇宙速度:v16.7kms，是挣脱太阳束缚的，是挣脱太阳束缚的最小发射速度。最小发射速度。2 2、研究天体运动的基本方法：研究天体运动的基本方法：把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体或人造卫星的向心力动，万有引力提供天体或人造卫星的向心力.同步卫星（通讯卫星）同步卫星（通讯卫星）课堂小结课堂小结1.1.如如图图所所示示，a a、b b、c c是是地地球球大大气气层层外外圆圆形形轨轨道道上上运运行行的的三三颗颗人人造造地地球球卫卫星星，a a、b b质质量量相相同同，且且小小于于c c的的质量，则（质量，则（）A.b所需向心力最大所需向心力最大 B.b、c周期相等，且大于周期相等，且大于a周期周期 C.b、c向心加速度相等，且大于向心加速度相等，且大于a的向心加速度的向心加速度 D.b、c的线速度大小相等，且小于的线速度大小相等，且小于a的线速度的线速度BDacb地球三、学以三、学以三、学以三、学以致用致用致用致用 巩巩巩巩固提高固提高固提高固提高2.关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的？（的？（）A、它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小、它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度运行速度B、这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大、这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度运行速度C、它是人造卫星绕地球飞行所需的最小发射速、它是人造卫星绕地球飞行所需的最小发射速度度D、它是人造卫星绕地球运动的最大运行速度、它是人造卫星绕地球运动的最大运行速度BC3.人造地球卫星的轨道半径球卫星的轨道半径越大，则（）A.速度越小，周期越小B.速度越小，周期越大C.速度越大，周期越小D.速度越大，周期越大4.有两颗质量相同的人造卫星A、B，其轨道半径分别为RA、RB，RARB14，那么下列判断中正确的有()A它们的运行周期之比TATB14B它们的运行线速度之比vAvB41C它们所受的向心力之比FAFB41D它们的运行角速度之比AB=815.已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，在地球上发射近地卫星的环绕速度为79kms，周期为84min那么在月球上发射颗近月卫星的环绕速度多大?它的周期多大?V=7.9km/s11.2km/sV7.9km/s人造卫星发射动画演示人造卫星发射动画演示人造卫星发射动画演示人造卫星发射动画演示课后拓展人造卫星是如何上天的？-卫星变轨问题作业：1、阅读课本的P46-47科学漫步2、课本P48问题与练习1-3题第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行