【公开课课件】宇宙航行+课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、嫦娥奔月的神话传说外外国国人人的的“飞飞天天”梦梦7.4宇宙航行问题导入 如图所示，在1687年出版的自然哲学的数学原理中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。你知道这个速度究竟有多大吗？vv增大 此时引力充当向心力，物体环绕地球做匀速圆周运动，永远不会落地。能不能不落到地面呢？设地球的质量为m地，物体的质量为m，速度为v它到地心的距离为r。万有引力提供物体作圆周运动的向心力由此解岀把数据代入：v=7.9km/s速度多大呢？1.环绕法思考与讨论 有人说，也可用 (式中g为重力加速度,R为地球半径)算

2、出,你认为正确吗？2.拱桥法汽车车速为v，地球半径为R汽车对桥面的压力为0当力FN=0时得：把数据代入：v=7.9km/s思考与讨论 有人说，也可用 (式中g为重力加速度,R为地球半径)算出,你认为正确吗？汽车车速为v，地球半径为R汽车对桥面的压力为0当力FN=0时得：把数据代入：v=7.9km/s2.拱桥法1.第一宇宙速度（环绕）：物体在地面附近（刚好贴着地球表面）绕地球做匀速圆周运动的速度。思考：想到达更高的轨道飞行，怎么办呢？更高的轨道v1=7.9km/s低轨道刚好贴着地球表面高轨道太空AB 好比竖直上抛一个物体到四五楼，上到B点比上到A点需要的初速度大，更高的就更大。7.9km/s为卫

3、星的最小发射速度。比他小就会落回地面v7.9km/s是卫星的最大环绕速度。低轨道刚好贴着地球表面高轨道如果速度继续增大,物体将会怎样?v增大 理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s,又小于11.2km/s,它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。2、第二宇宙速度：（脱离速度）3、第三宇宙速度：（逃逸速度）v1=7.9km/s11.2km/sv7.9km/sv2=11.2km/sv3=16.7km/s 使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。使卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。v07.9km/s11.2km/s16.7km/s不能进入

4、轨道绕地球绕太阳飞到太阳系外11.2km/sv7.9km/s11.2km/s16.7km/s7.9km/s第一宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙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第第第第三三三三宇宙速度宇宙速度宇宙速度宇宙速度“嫦娥五号”的发射速度应该大于第一宇宙速度。“天问一号”的发射速度应该大于第二宇宙速度。旅行者一号（飞出太阳系）“旅行者一号”的发射速度应该大于第三宇宙速度（借助木星的“引力弹弓”效应等）。人人造造地地球球卫卫星星1957年10月4日，苏联发射了第一颗地球人造卫星。它的本体是一只用铝合金做成的圆球，直径58厘米，重83.6公斤。它在拜克努尔发射场由

5、一支三级运载火箭发射。起飞以后几分钟，卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度(7.9公里/秒)，进人环绕地球飞行的轨道。它距离地面最远时为964.1公里，最近时为228.5公里，轨道与地球赤道平面的夹角为65度，以96.2分钟时间绕地球1周，比原来预计的所需时间多1分20秒。世界上第一颗人造卫星：“斯普特尼克”一号。它是航天启蒙时代的产物，是冷战时期太空竞争的标志。人人造造地地球球卫卫星星东方红一号卫星于1958年提出设想计划，1965年开始研制工作，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角

6、68.44度的椭圆轨道，进行了轨道测控和东方红乐曲的播送。东方红一号卫星工作28天（设计寿命20天）。卫星于5月14日停止发射信号。东方红一号卫星仍在空间轨道上运行。东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。人人造造地地球球卫卫星星人造卫星分类：通信卫星、测地卫星、气象卫星、科学卫星等人造地球卫星的轨道人造地球卫星的轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：因此卫星绕地

7、球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：人造地球卫星的运行参量人造地球卫星的运行参量1 1、近地卫星：、近地卫星：指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。人造地球卫星的分类人造地球卫星的分类2 2、同步卫星：、同步卫星：指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球做匀指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球做匀速圆周运动，周期速圆周运动，周期T=24hT=24h（1 1）所有的同步卫星只所有的同步卫星只能分布在赤道正上方的能分布在赤道正上方的一个确定轨道，即一个确定轨道，即同步同步卫星轨道平面与赤道平卫星轨道平面与赤道平面重合。面重合。人造

8、地球卫星的分类人造地球卫星的分类（2 2）同步卫星的同步卫星的“六个六个一定一定”轨道平面一定：轨道平面一定：赤道平面赤道平面周期与角速度一定：周期与角速度一定：T=24h24h运转方向一定运转方向一定:自西向东自西向东轨道半径一定轨道半径一定:r=6.6R6.6R速度大小一定速度大小一定:v=3.08km/s3.08km/s人造地球卫星的分类人造地球卫星的分类向心加速度的大小一定向心加速度的大小一定:中中国国航航天天史史科学的未来,只能属于勤奋而又谦虚的年轻一代 巴甫洛夫年轻是最大的资本，名垂青史的科学家如牛顿、爱因斯坦、劳伦斯布拉格、维纳海森堡、李政道等等都是在青年时代就取得了伟大的成就。

9、中国的航天未来，属于你们这一代人。你们是否有幸投身于未来的航天事业，为祖国、为世界贡献自己的价值，就决定于现在付出的辛劳与汗水。宇宇宙宙航航行行宇宙速度宇宙速度第一宇宙速度（环绕速度）第一宇宙速度（环绕速度）:第二宇宙速度（第二宇宙速度（逃逸逃逸速度）速度）:第三宇宙速度（脱离速度）第三宇宙速度（脱离速度）:v v2 2=11.2km/s=11.2km/sv v1 1=7.9km/s=7.9km/sv v3 3=16.7km/s=16.7km/s同步卫星同步卫星第一宇第一宇宙速度宙速度最小发射最小发射速度速度 最大运行最大运行速度速度 定义：定义：相对于地面静止的，跟地球自转同步相对于地面静止的，跟地球自转同步的卫星，同步卫星也叫的卫星，同步卫星也叫通讯卫星。通讯卫星。特点：特点：六个一定六个一定载人航天与太空探索载人航天与太空探索课堂小结课堂小结