物理：6.5《宇宙航行》资料优秀PPT.ppt

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1、 2、石头抛出后会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？石头抛出后不落下来必需具备什么条件？1、平常抛出石头时，假如抛出的速度v越大时，落地点越远。假如平抛的初速度不断增大，将会出现什么结果？思索：300多年前，牛顿提出设想多年前，牛顿提出设想地面上的物体，怎样才能离开地球地面上的物体，怎样才能离开地球问题：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，它须要的向心力是由谁供应的？设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为r,卫星运动的速度为v，请你用学过的学问推导出卫星在轨道上运动速度v的表达式。若M地=5.981024 kg,rR地=6.40106m，并计算出运动速度的大小。探究 【探究问题一】以

2、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？思路一：由于卫星运动所需的向心力是由万有引力供应的，所以 对于靠近地面的卫星，可以认为此时的r近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：意义：明显要使全部人造地球卫星放射到地球上空不掉下来,放射的速度不能低于这个速度,不然会由于地球的引力大于所需的向心力而会使物体掉下来。这个速度是全部人造地球卫星的最小放射速度，又是近地卫星的环绕速度！(若已知地表重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km)思路二：重力供应物体作圆周运动的向心力一、宇宙速度(1)假如卫星的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

3、速度，卫星刚好能在地球表面旁边作匀速圆周运动；(3)假如大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点 它是人造卫星在地面旁边绕地球做匀速圆周运动所必需具备的速度说 明：1.第一宇宙速度v1=7.9 km/s若放射的速度大于v=7.9km/s会出现什么状况呢?探究 意意义义：以：以这这个速度放射，物体个速度放射，物体刚刚好能克服地球的引力作用，恒久的好能克服地球的引力作用，恒久的离开地球而离开地球而绕绕太阳运太阳运动动。也叫脱离。也叫脱离速度。速度。留意：放射速度大于留意：放射速度大于7.9km/s7.9km/s，而小于，而小于11.2km

4、/s11.2km/s，卫卫星星绕绕地球运地球运动动的的轨轨迹不是迹不是圆圆，而是，而是椭圆椭圆；等于或大；等于或大于于11.2km/s11.2km/s时时，卫卫星就会脱离地球的引力，不再星就会脱离地球的引力，不再绕绕地地球运行，成球运行，成为为人造行星。人造行星。2.其次宇宙速度v2=11.2 km/s 意义：以这个速度放射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外，也叫逃逸速度。留意：放射速度大于留意：放射速度大于11.2km/s11.2km/s，而小于，而小于16.7km/s16.7km/s，卫卫星星绕绕太阳作太阳作椭圆椭圆运运动动，成，成为为一一颗颗人造行星。人造行星。假如放射速度大

5、于等于假如放射速度大于等于16.7km/s16.7km/s，卫卫星将星将摆摆脱太脱太阳引力的束阳引力的束缚缚，飞飞到太阳系以外的空到太阳系以外的空间间。v3=16.7km/s3.第三宇宙速度 二、人造卫星的放射速度和运行速度 放射速度与运行速度是两个不同的概念(1)放射速度：指被放射物在地面旁边离开放射装置时的初速度，并且一旦放射后就再无能量补充，被放射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升确定的高度，进入运动轨道(2)运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度.留意:卫星的实际环绕速度确定小于放射速度.宇宙速度均指放射速度第

6、一宇宙速度是在地面放射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度 问题:如图卫星与哪个的环绕速度大？放射它们时哪个的放射速度大？哪个周期大？卫星a的放射速度比b的大结论：卫星a的环绕速度比b的小卫星a的环绕周期比b的大探究 问题:卫星环绕速度、周期、角速度与轨道半径（）间是何关系？1、线速率：2、角速度：3、周期：结论：越大，越小、越小、越大探究思索：对于绕地球运动的人造卫星：思索：对于绕地球运动的人造卫星：（1 1）离地面越高，向心力越）离地面越高，向心力越 （2 2）离地面越高，线速度越）离地面越高，线速度越（3 3）离地面越高，周期越）离地面越高，周期越（4 4）离地面越高，角速度越）离

7、地面越高，角速度越（5 5）离地面越高，向心加速度越）离地面越高，向心加速度越小小大大小小小小小小向高轨道放射卫星与放射近地卫星相比哪个难度大？哪向高轨道放射卫星与放射近地卫星相比哪个难度大？哪个须要的放射速度大？为什么？个须要的放射速度大？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？高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？留意：人造卫星的放射速度与运行速度是两个不同的概念 运行速度运行速度 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放射速度放射速度 指被放射物体离开地面时的速度指被放射物体离开地面时的速度V1=7.9km/s（第一宇宙速度

8、）（第一宇宙速度）最小放射速度最小放射速度最大运行速度最大运行速度人造卫星的人造卫星的r r大大,须要的须要的v v放射大；而放射大；而v v运行却小运行却小练习：练习：求近地卫星的周期求近地卫星的周期我们能否放射一颗周期为80min的卫星吗？地球地球二、人造卫星二、人造卫星1.轨道中心轨道中心 地心地心2._ 供应向心力供应向心力万有引力万有引力3.R越大，越大，T _，V _，_，an _越大越大越小越小越小越小越小越小F1F2F3赤道平面赤道平面北北南南东东西西三、地球同步卫星三、地球同步卫星1.周期周期 T=_24h2.轨道平面轨道平面_赤道平面赤道平面4.R4.R、v v、T T、a

9、 an n _ 3.h=_36000km“全部固定全部固定”（如何求？）地球同步卫星地球同步卫星的特点：地球同步卫星的特点：“四个确定四个确定”（1）周期确定：）周期确定：T=24h（2）高度确定）高度确定:在赤道上空处在赤道上空处（3）速率确定：线速度）速率确定：线速度v3.1 kms（4）轨道平面确定：与地球赤道平面共面。）轨道平面确定：与地球赤道平面共面。h=3.6107mr=4.2107mv=3km/sT=24hh=3.8108mr3.8108mv=1km/sT=27天天h0r=6.4106mv=7.9km/sT=84分钟分钟同同步步卫卫星星近近地地卫卫星星月球月球近地卫星、近地卫星、

10、同步卫星、同步卫星、月球三者月球三者比较比较 19571957年年1010月，原苏联月，原苏联放射第一颗人造地球放射第一颗人造地球卫星卫星卫星重卫星重83.6kg83.6kg，每，每96min96min绕地球飞行一绕地球飞行一圈圈幻想成真幻想成真 几年之后，1961年4月12日苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船。实现了人类第一次进入太空。他的非凡志气，鼓舞了更多人为航天事业奋斗。火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108分，然后重返大气层，平安着陆在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。幻想成真幻想成真 航天飞机资料：可重复运用的用运载火箭放射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之

11、间运输人员和物资，并滑翔着陆于地面。1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号放射成功。幻想成真幻想成真 2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。多数探究者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路幻想成真幻想成真 1975年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按支配返回地面；中国是第三个驾驭卫星回收技术的国家。1970年，“东方红”1号，中国第一颗人造卫星。中国是第五个能自行放射卫星的国家。中国航天幻想成真幻想成真 飞船绕地球飞行飞船绕地球飞行1414圈后，于圈后，

12、于1010月月1616日日6 6时时2323分平安着陆在内蒙古主着分平安着陆在内蒙古主着陆场这次成功放射实现了中华民族陆场这次成功放射实现了中华民族千年的飞天幻想，标记着中国成为世千年的飞天幻想，标记着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学探讨动的国家，为进一步的空间科学探讨奠定了坚实的基础奠定了坚实的基础 1992 1992年，中国载人航天工程正式启年，中国载人航天工程正式启动动20032003年年1010月月1515日日9 9时，我国时，我国“神舟神舟”五号宇宙飞船在酒泉卫星放射中心五号宇宙飞船在酒泉卫星放射中心成功放射，把中

13、国第一位航天员杨利成功放射，把中国第一位航天员杨利伟送人太空伟送人太空幻想成真幻想成真 尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕宇宙留给人们的思索和疑问深邃而广袤。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？爱因斯坦曾经说过：“一个人最完备和最猛烈的情感来自面对不解之谜”。你想加入破解它的行列吗？幻想成真幻想成真 一个人最完备和最猛烈的情感来自面对不一个人最完备和最猛烈的情感来自面对不解之迷！解之迷！让我们为祖国的强盛而傲慢！少年智则国智，少年智则国智，少年富则国富，少年富则国富

14、，少年强则国强，少年强则国强，每位中国人都每位中国人都少年独立则国独立，少年独立则国独立，应有个应有个少年自由则国自由，少年自由则国自由，中国梦！中国梦！少年进步则国进步，少年进步则国进步，少年胜于欧洲，少年胜于欧洲，则国胜于欧洲，则国胜于欧洲，少年雄于地球，少年雄于地球，则国雄于地球则国雄于地球。人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。