人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行.ppt

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1、宇宙航行高一物理 必修二 问题：问题：怎样才能把物体发射上天空，怎样才能把物体发射上天空，且不会落回地面？且不会落回地面？了解人造地球卫星的最初构想了解人造地球卫星的最初构想20 十一月 2022人造卫星的发射原理人造卫星的发射原理牛牛顿顿的的设设想想运行速度运行速度：指卫星：指卫星进入轨道进入轨道后做匀速圆周运动的后做匀速圆周运动的线速度线速度。发射速度发射速度：指卫星在：指卫星在地面附近地面附近离开发射装置时的离开发射装置时的初速度初速度。发射速度发射速度v v发射发射运行速度运行速度v v运行运行物体的发射速度物体的发射速度要多大要多大，才能，才能刚好刚好围绕地球转呢围绕地球转呢？宇宙速

2、度宇宙速度如果你是牛顿，可以怎样算出这个发射速度呢？如果你是牛顿，可以怎样算出这个发射速度呢？(M(M是地球质量，是地球质量，R R是地球半径是地球半径)然而牛顿并不知道然而牛顿并不知道G G和和M M的大小的大小g=10m/sg=10m/s2 2,R=6400km,R=6400km(地球表面附近，地球表面附近，)宇宙速度宇宙速度第一宇宙速度（第一宇宙速度（V V1 1）：）：物体在物体在地球表面附近地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的环绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，大小为速度，叫做第一宇宙速度，大小为7.9km/s7.9km/s。(环绕速度环绕速度)7.9km/s7.9km/

3、s是发射人造卫星的是发射人造卫星的最小发射速度最小发射速度。若发射速度若发射速度小于小于7.9km/s7.9km/s，物体会落回地面。，物体会落回地面。若发射速度比若发射速度比7.9km/s7.9km/s大些大些，物体会做？物体会做？椭圆运动椭圆运动。宇宙速度宇宙速度第三宇宙速度（第三宇宙速度（V V3 3）：）：使物体能够使物体能够挣脱太阳的引力挣脱太阳的引力束缚永远束缚永远飞到太阳飞到太阳系以外系以外所需的最小发射速度，叫第三宇宙速度所需的最小发射速度，叫第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)，其大小为，其大小为 16.716.7 km/s km/s。第二宇宙速度（第二宇宙速度（V V2 2）：

4、）：使物体能够使物体能够克服地球的引力克服地球的引力作用永远作用永远离开地球离开地球所需的最小发射速度，称为第二宇宙速度所需的最小发射速度，称为第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)，其大小为，其大小为 11.211.2 km/s km/s。第四宇宙速度：飞离银河系的发射速度第四宇宙速度：飞离银河系的发射速度发射速度发射速度v v运动情况运动情况v v7.9km/s7.9km/sv=7.9km/sv=7.9km/s7.9km/s 7.9km/s v v 11.2km/s11.2km/s11.2km/s11.2km/s v v 16.7km/s16.7km/s16.7km/s 16.7km/s v v

5、落回地面落回地面在在地面附近地面附近绕绕地球做地球做匀速圆周运动匀速圆周运动绕地球做绕地球做椭圆椭圆运动运动物体绕太阳运动物体绕太阳运动物体飞出太阳系物体飞出太阳系宇宙速度宇宙速度人造卫星人造卫星大部分卫星是绕地球做大部分卫星是绕地球做匀速圆周匀速圆周运动，不同轨道的卫运动，不同轨道的卫星运行规律一样吗？星运行规律一样吗？地球对卫星的地球对卫星的万有引力万有引力提供提供向心力。向心力。高轨低速长周期高轨低速长周期此结论可推广应用于行星绕太阳的运动。此结论可推广应用于行星绕太阳的运动。7.9km/s7.9km/s是人造卫星是人造卫星的的最大运行速度最大运行速度。人造卫星人造卫星地球所有所有人造卫

6、星的人造卫星的轨道圆心轨道圆心一定与一定与地心重合地心重合。高轨低速长周期高轨低速长周期总结总结第一宇宙速度：第一宇宙速度：v v1 1=7.97.9km/skm/s第二宇宙速度：第二宇宙速度：v v2 2=11.211.2km/skm/s第三宇宙速度：第三宇宙速度：v v3 3=16.716.7km/skm/s二、人造卫星：二、人造卫星：万有引力万有引力等于等于向心力向心力一、宇宙速度一、宇宙速度高轨低速长周期高轨低速长周期习题巩固习题巩固（多选）关于地球的（多选）关于地球的第一第一宇宙速度，正确的是宇宙速度，正确的是()()A.A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度它是人造地球卫星绕地球

7、运行的最小速度 B.B.它是人造地球卫星在近地轨道运行的最大速它是人造地球卫星在近地轨道运行的最大速度度C.C.它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射速度速度D.D.根据根据人造卫星环绕地球运行的速度人造卫星环绕地球运行的速度 ，把卫星发射到越远的地方越容易把卫星发射到越远的地方越容易B CB C习题巩固习题巩固（单选）如图，同一轨道平面内的三颗人造地（单选）如图，同一轨道平面内的三颗人造地球卫星，正确的是球卫星，正确的是()A.A.根据根据 ，可知，可知 v vA A v vB B F FB B F FC CC.C.角速度角速度 w wA A w wB

8、B w wC CD.D.向心加速度向心加速度 a aA A a aB B a aC CC高轨低速长周期高轨低速长周期习题巩固习题巩固（多选）两颗人造卫星，质量比（多选）两颗人造卫星，质量比m m1 1：m m2 2=1=1：2 2，轨道半径之比轨道半径之比R R1 1：R R2 2=3=3：1 1，不正确不正确的是的是（）A A周期之比周期之比T T1 1：T T2 2=3=3：1 1 B B线速度之比线速度之比v v1 1：v v2 2=3=3：1 1C C向心力之比为向心力之比为F F1 1：F F2 2=1=1：18 18 D D向心加速度之比向心加速度之比a a1 1：a a2 2=1

9、=1：9 9A BA B求比值，求比值，相同部分相同部分直接直接约掉约掉（单选）（单选）“神舟神舟”十号飞船在圆轨道上运转一圈十号飞船在圆轨道上运转一圈的时间为的时间为9090分钟分钟，由此他将，由此他将“神舟神舟”十号飞船与十号飞船与同步卫星同步卫星进行比较，正确的是进行比较，正确的是()A A“神舟神舟”十号飞船运行的轨道和同步卫星的十号飞船运行的轨道和同步卫星的轨道是同一轨道轨道是同一轨道B B“神舟神舟”十号飞船运行的角速度大于同步卫十号飞船运行的角速度大于同步卫星的角速度星的角速度C C“神舟神舟”十号飞船运行的向心加速度小于同十号飞船运行的向心加速度小于同步卫星的加速度步卫星的加速度D D“神舟神舟”十号飞船在圆轨道上的速率小于同十号飞船在圆轨道上的速率小于同步卫星的速率步卫星的速率B B同步卫星：同步卫星：与地球相对静止，与地球相对静止，T=24hT=24h因为天空在那里，因为天空在那里，而我有翅膀！而我有翅膀！