第七章万有引力与宇宙航行 第4节宇宙航行—新教材人教版（2019）高中物理必修第二册课件.pptx

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1、7.4 宇宙航行高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行1.了解人造卫星的有关知识；2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。学习目标高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行思考：思考：地球上的物体，怎样才

2、能离开地球进行宇宙航行呢地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢？高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行思考：思考：地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢？高 中 物 理 p

3、pt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行思考：思考：思考：思考：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕以多大的速度抛出这个物体，它才会绕以多大的速度抛出这个物体，它才会绕以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面地球表面地球表面地球表面运动，不会落下来？运动，不会落下来？运动，不会落下来？运动，不会落下来？(已知已知已知已知=6.6710=6.6710=6.6710=6.6710-11-11-11-11NmNmNmNm2 2

4、 2 2/kg/kg/kg/kg2 2 2 2,地球质量地球质量地球质量地球质量M=5.8910M=5.8910M=5.8910M=5.891024242424kg,kg,kg,kg,地球地球地球地球半径半径半径半径R=6400km,R=6400km,R=6400km,R=6400km,地球表面重力加速度地球表面重力加速度地球表面重力加速度地球表面重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/sg=9.8m/sg=9.8m/s2 2 2 2)法一：万有引力提供物体做圆周运动的向心力法一：万有引力提供物体做圆周运动的向心力法二：在地面附近，重力提供物体做圆周运动的向心力法二：在地面附近，重力提供物体做

5、圆周运动的向心力高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行宇宙速度宇宙速度1、第一第一宇宙速度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度，绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做叫做第一宇宙速度第一宇宙速度。高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高

6、中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行思考思考：1.向向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比高轨道发射卫星与发射近地卫星相比,哪个需要的哪个需要的发射速度大？为什么？发射速度大？为什么？2.高高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？注意：人造卫星的注意：人造卫星的注意：人造卫星的注意：人造卫星的发射速度发射速度发射速度发射速度与与与与运行速度运行速度运行速度运行速度是两个不同的概念是两个不同的概念是两个不同的概念是两个不同的概念 发射速度发射速度发射速度发射速度 指被发射物体离开地面时的速度指被发射物体离开地面时的速度指被发射物体离开地

7、面时的速度指被发射物体离开地面时的速度运行速度运行速度运行速度运行速度 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第一宇宙速度（第一宇宙速度（V1=7.9km/s）最小发射速度最小发射速度最大运行速度最大运行速度高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行思考：卫星的卫星的 的关系的关系 高 中 物

8、 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行小小小小小小大大小小近地卫星的周期是多大？近地卫星的周期是多大？高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行2 2、第二宇宙速度、第二宇宙速度当物体的速度等于或大于当物体的速度等于或大于

9、当物体的速度等于或大于当物体的速度等于或大于11.2km/s11.2km/s11.2km/s11.2km/s时，它就会克服地球的时，它就会克服地球的时，它就会克服地球的时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把引力，永远离开地球。我们把引力，永远离开地球。我们把引力，永远离开地球。我们把11.2km/s11.2km/s11.2km/s11.2km/s叫做叫做叫做叫做第二宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度。3 3、第三宇宙速度、第三宇宙速度当当当当物体的速度等于或大于物体的速度等于或大于物体的速度等于或大于物体的速度等于或大于16.7km/s16.7km/s16.7km/s16.7

10、km/s时，物体可以挣脱太时，物体可以挣脱太时，物体可以挣脱太时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把16.7km/s16.7km/s16.7km/s16.7km/s叫做第三宇宙速度。叫做第三宇宙速度。叫做第三宇宙速度。叫做第三宇宙速度。高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修

11、第二册 第七章 万有引力与宇宙航行梦想成真梦想成真 19571957年年1010月月4 4日，苏联发射日，苏联发射第一颗人造地球卫星第一颗人造地球卫星19611961年年4 4月月1212日苏联空军少日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人进飞船进入太空，实现了人进入太空的梦想入太空的梦想19691969年年7 7月月2020日，阿波罗日，阿波罗1111号将人类送上了月球号将人类送上了月球高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：136347793421

12、3634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行我国我国的航天成就的航天成就 19701970年年4 4月月2424日我国日我国第一颗人造卫星升空第一颗人造卫星升空 20072007年年1010月月2424日嫦娥一日嫦娥一号月球探测器发射成功号月球探测器发射成功高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行20102010年年1010月月1 1日日嫦娥二号顺利发射嫦娥二号顺利发射 2013

13、2013年年1212月月2 2日嫦娥三号日嫦娥三号探测器进入太空，当月探测器进入太空，当月1414日成功软着陆于月球日成功软着陆于月球高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行20032003年年1010月月1515日，神日，神舟五舟五号，杨号，杨利伟利伟20052005年年1010月月1212日，日，神神舟六舟六号，费号，费俊龙俊龙 聂海胜聂海胜20082008年年9 9月月2525日，神日，神舟七舟七

14、号，翟志刚、刘伯明、景海鹏号，翟志刚、刘伯明、景海鹏2011201120112011年年年年11111111月月月月1 1 1 1日，神日，神日，神日，神舟八号顺利升空舟八号顺利升空舟八号顺利升空舟八号顺利升空 2012年年6月月16日，神州九号日，神州九号20132013年年6 6月月1111日，神日，神舟十舟十号，号，聂海胜聂海胜、张晓光、王亚平、张晓光、王亚平2011201120112011年年年年9 9 9 9月月月月29292929日日日日 天宫一号天宫一号天宫一号天宫一号发射升空发射升空发射升空发射升空2011201120112011年年年年11111111月，天宫一号与神舟八号飞

15、船成功对接月，天宫一号与神舟八号飞船成功对接月，天宫一号与神舟八号飞船成功对接月，天宫一号与神舟八号飞船成功对接2012201220122012年年年年6 6 6 6月月月月18181818日神舟九号飞船与天宫一号目标日神舟九号飞船与天宫一号目标日神舟九号飞船与天宫一号目标日神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器飞行器飞行器飞行器自动自动自动自动交会对接交会对接交会对接交会对接2013201320132013年年年年6 6 6 6月月月月13131313日，神舟十号飞船与天宫一号顺利自动交会对接日，神舟十号飞船与天宫一号顺利自动交会对接日，神舟十号飞船与天宫一号顺利自动交会对接日，神舟十号飞船与天宫

16、一号顺利自动交会对接 我我国国的的航航天天成成就就高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行2016年9月15日22时04分12秒，天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心发射。2016年10月19日凌晨，神州十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。航天员景海鹏、陈东进入天宫二号。2017年9月17日15时29分，地面发送指令，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室实施分离。2018年9月15日，天宫二号空间实验

17、室已圆满完成2年在轨飞行和各项试验任务，天宫二号平台及装载的应用载荷功能正常、状态良好。为进一步发挥空间应用效益。2019年7月19日21时06分，天宫二号空间实验室受控离轨并再入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。天宫二号受控再入大气层，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。2018年12月8日2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙改二型运载火箭成功发射嫦娥四号探测器。2019年1月3日10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，一吨多重的“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑的预选着陆区。2020年7月23日12时41分

18、，长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了中国自主开展行星探测的第一步。我我国国的的航航天天成成就就高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题组一卫星运行参量的分析与比较常考题型题1 2020山东潍坊高一检测多选有两颗质量相同的人造地球卫星A、B，其轨道半径分别为RA、RB，RARB=14，那么下列判断中正确的有（）A.它们

19、的运行周期之比TATB=18B.它们的运行线速度之比vAvB=41C.它们所受的向心力之比FAFB=41D.它们的运行角速度之比AB=81AD高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行CD高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有

20、引力与宇宙航行甲 乙题32020山东广饶一中高一检测如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大A高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行AA高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:4

21、71399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题组二宇宙速度C高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题62020陕西榆林一中高一检测如图7-4-3所示，卫星在椭圆轨道的近地点P处（距地面600 km），将发动机短时点火，实施变轨，变轨后卫星进入远地点高度约为37万千米的椭圆轨道，直接奔向月球，则卫星在近地点变轨后的运行速度（）

22、A.大于7.9 km/sB.大于7.9 km/s，小于11.2 km/sC.大于11.2 km/s D.大于11.2 km/s，小于16.7 km/s解析：第一宇宙速度为环绕速度，绕地球运动的速度为7.9 km/s；第二宇宙速度为脱离速度，是克服地球引力的速度为11.2 km/s；则卫星在近地点变轨后的运行速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，B正确。B高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航

23、行C高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题组三同步卫星AD高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题9 如图所示，我国自主研发的北斗卫星导航系统由多颗卫星组成，包括分布于a类型轨道的同步轨道卫星、分布于b类型

24、轨道的倾斜轨道卫星（与同步卫星轨道半径相同，轨道倾角55）和分布于c类型轨道的中轨道卫星，中轨道卫星在3个互成120的轨道面上做圆周运动。下列说法正确的是（）A.a类型轨道上的卫星相对于地面静止且处于平衡状态B.a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型轨道上卫星的运行速率C.b类型轨道上的卫星也与地球保持相对静止D.三类卫星相比，c类型轨道上的卫星的向心加速度最小B高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行C

25、D高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题组四卫星变轨问题题11 多选如图所示，若关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（）A.图中航天飞机正加速飞向B处B.航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须点火减速C.根据题中条件可以算出月球质量D.根据题中条件可以算出空间站受到月球

26、引力的大小ABC高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题12多选如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点经极短时间点火变速后进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步轨道上的Q点），到达远地点时再次经极短时间点火变速后，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在P点经极短时间变速后的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在

27、Q点经极短时间变速后进入同步轨道后的速率为v4。下列关系正确的是（）A.v1v3B.v4v1 C.v3v4D.v4v2BCD高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行BC高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题组

28、五双星及多星问题C高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行BD高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行题162016全国卷利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信。目前，地球同步卫

29、星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（）A.1 hB.4 hC.8 hD.16 hB高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动准旗世纪中学 马文彬qq:471399706 qq:471399706 电话：电话：1363477934213634779342谢谢！谢谢！