《6.5宇宙航行》课件.ppt

我们的银河系我们的银河系 我们的太阳系我们的太阳系水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星壮观的太阳日冕壮观的太阳日冕水星水星金星金星木星木星土星和它美丽的光环土星和它美丽的光环爱神小行星爱神小行星海尔海尔波普彗星波普彗星我们美丽的家园我们美丽的家园地球地球5 5 5 5宇宙航行一、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 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,物物体体将会怎样将会怎样?1、牛顿的设想、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。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 方方法法一一：卫卫星星做做圆圆周周运运动动，由由万万有有引引力提供向心力，根据牛顿第二定律得力提供向心力，根据牛顿第二定律得思考：这个思考：这个“足够大的速度足够大的速度”应该有多大呢？应该有多大呢？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方法二：由于卫星在地球附近环绕时，方法二：由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根据牛顿第二定律得提供，根据牛顿第二定律得 思考：这个思考：这个“足够大的速度足够大的速度”应该有多大呢？应该有多大呢？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PV=7.9Km/s11.2V7.9V11.2Km/S探究探究:若卫星的发射速度大于若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？，会怎样呢？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三宇宙速度（第三宇宙速度（第三宇宙速度（第三宇宙速度（脱离速度脱离速度脱离速度脱离速度）：）：）：）：v v=16.7=16.7千米千米千米千米/秒秒秒秒（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）第二宇宙速度（第二宇宙速度（第二宇宙速度（第二宇宙速度（逃逸速度逃逸速度逃逸速度逃逸速度）：）：）：）：v v=11.2=11.2千米千米千米千米/秒秒秒秒（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）2、三种宇宙速度、三种宇宙速度第一宇宙速度（第一宇宙速度（第一宇宙速度（第一宇宙速度（环绕速度环绕速度环绕速度环绕速度）：）：）：）：v v=7.9=7.9千米千米千米千米/秒秒秒秒（地球卫星的最小发射速度）（地球卫星的最小发射速度）（地球卫星的最小发射速度）（地球卫星的最小发射速度）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“高轨低速长周期高轨低速长周期”3、卫星的运行规律、卫星的运行规律极地轨道极地轨道一般轨道一般轨道赤道轨道赤道轨道所有卫星都在以地心为圆所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上心的圆（或椭圆）轨道上平面平面立体立体赤道平面赤道平面二、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4、地球同步卫星、地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对于地面所谓地球同步卫星，是相对于地面静止静止的和的和地球自转具有相同地球自转具有相同周期周期的卫星，同步卫星必的卫星，同步卫星必须位于须位于赤道平面内赤道平面内，且到地面的，且到地面的高度一定高度一定。r v T a “全部固定全部固定”T=1天=86400秒h=36000KmV=3.07Km/s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梦想成真：梦想成真：谁为人类迈向太空提供科学思想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）推进的多级火箭）第一颗人造地球卫星何时何地发射成功第一颗人造地球卫星何时何地发射成功1957年年10月月4日苏联日苏联第一艘载人飞船何时何地发射成功第一艘载人飞船何时何地发射成功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人类何时登上月球人类何时登上月球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日进入月球轨日进入月球轨道，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对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大飞跃却是巨大飞跃 已知：地球质量已知：地球质量M，半径，半径R，卫星距地面高度，卫星距地面高度h，引，引力常量力常量G.请你利用已学的知识，请你利用已学的知识，探究卫星绕地球的运探究卫星绕地球的运行速度行速度v、周期、周期T与高度与高度h的关系的关系.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月球月球月月球球轨轨道道地球地球地月转移轨道地月转移轨道点火加速点火加速减速制动减速制动月球探测卫星发射 例例11 我我国国发发射射的的探探月月卫卫星星“嫦嫦娥娥一一号号”的的轨轨道道半半径径是是圆圆形形的的，且且贴贴近近月月球球表表面面。已已知知月月球球质质量量约约为为地地球球质质量量的的1/801/80，月月球球的的半半径径约约为为地地球球半半径径的的1/41/4，地地球球第第一一宇宇宙宙速速度度约约为为7.9km/s7.9km/s，求求“嫦嫦娥一号娥一号”探月卫星绕月球运行的速率？探月卫星绕月球运行的速率？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 例例22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的质量，则（的质量，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 例例33据据某某报报报报道道，某某国国发发射射了了一一颗颗周周期期为为8080分分钟钟的的人人造造地地球球卫卫星星，请请你你用用学学过过的的知识判断这则新闻的真伪。知识判断这则新闻的真伪。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 例例44人人造造地地球球卫卫星星由由于于受受大大气气阻阻力力，其其轨轨道道半半径径逐逐渐渐减减小小，其其相相应应的的线线速速度度和和周周期期的的变变化化情况是（情况是（）A.A.速度减小，周期增大速度减小，周期增大B.B.速度减小，周期减小速度减小，周期减小C.C.速度增大，周期增大速度增大，周期增大 D.D.速度增大，周期减小速度增大，周期减小三、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D1、宇宙速度宇宙速度：第一宇宙速度第一宇宙速度：v7.9kms 是卫星发射的最小是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。速度，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，是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度束缚的最小发射速度 第三宇宙速度第三宇宙速度:v16.7kms，是挣脱太阳束缚，是挣脱太阳束缚的最小发射速度。的最小发射速度。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把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运匀速圆周运动动，万有引力提供万有引力提供天体或人造卫星的天体或人造卫星的向心力向心力.课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结作业：作业：1.阅阅读读教教材材中中“科科学学漫漫步步”和和“STSSTS”的材料；的材料；2.课本课本4848页页1 1、2 2、3 3航天飞机发射瞬间航天飞机发射瞬间飞行中打开舱盖进行实验飞行中打开舱盖进行实验航天飞机打开舱盖用机械臂抓住哈勃航天飞机打开舱盖用机械臂抓住哈勃宇航员太空行走修复哈勃宇航员太空行走修复哈勃修复后的哈勃拍摄的室女座黑洞修复后的哈勃拍摄的室女座黑洞俄罗斯的俄罗斯的“联盟联盟TM-31”飞船将宇航员送入太空飞船将宇航员送入太空国际空间站的首批乘员国际空间站的首批乘员阿波罗登月飞船释放登月舱阿波罗登月飞船释放登月舱登登月月舱舱在在月月球球表表面面软软着着陆陆的的瞬瞬间间阿姆斯特朗：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。“风云”2号气象卫星 这就是我国这就是我国自行开发研自行开发研究并实验成究并实验成功的载人实功的载人实验飞船验飞船“神神州号州号”。1999年11月20日，在酒泉卫星发射中心用运载火箭成功发射了第一艘“神舟号”试验飞船 飞行中的“神舟”1号飞船 中国航天事业中国航天事业19921992年载人航天工程正式启动年载人航天工程正式启动20032003年年1010月月1515日日9 9时，神州时，神州5 5号宇宙飞船在酒泉卫星中心成号宇宙飞船在酒泉卫星中心成功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行1414圈，圈，1010月月1616日日6 6时时2323分降落在内蒙古主着陆场分降落在内蒙古主着陆场中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家神舟六号神舟六号发射升空发射升空宇航员聂海胜太空中拍照片宇航员聂海胜太空中拍照片费俊龙聂海胜费俊龙聂海胜空地通话空地通话两位两位宇航员凯旋归来宇航员凯旋归来一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之迷！让我们为祖国的强盛而骄傲！