第六章第5节宇宙行课件发哥讲课课件(共33张PPT)(教育精品).pptx

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1、第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天6.5教学目标：1、了解我国航天发展史。2、知道三个宇宙速度的含义，并且会推导第一宇宙速度。3、了解人造卫星的有关知识。20 四月 2023嫦嫦娥娥奔奔月月20 四月 2023外国人的外国人的 “飞天飞天”梦梦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 我国的航天成就我国的航天成就20072007年年1010月月2424日嫦娥日嫦娥一号月球探测器发射一号月球探测器发射成功成功19571957年年1010月月4 4日，前苏联发射了世界上第一颗日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星人造地球卫星20032003年

2、年1010月月1515日日神舟五号神舟五号杨利伟杨利伟20052005年年1010月月1212日日神舟六号神舟六号费俊龙聂海胜费俊龙聂海胜20082008年年9 9月月2525日日神舟七号神舟七号翟志刚刘伯明翟志刚刘伯明景海鹏景海鹏2016年，我国首颗微重力科学实验卫星升空2016年世界首颗“量子卫星”发射升空2016年神舟十一号飞船年神舟十一号飞船与天宫二号与天宫二号 太空太空“牵手牵手2017我国首艘货运飞船我国首艘货运飞船 天天舟一号成功升空舟一号成功升空2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面文昌卫星发射中心西昌卫星发射中心 酒泉卫星发射基地 回顾中国航天发展历

3、程 物物体体做做平平抛抛运运动动时时,水水平平速速度度越越大，飞行的水平距离越远。大，飞行的水平距离越远。2.2.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?试大胆猜想。试大胆猜想。ABCOV0D问题问题:问问题题情情境境 从从高高山山上上水水平平抛抛出出物物体体，速速度度越越大大，落落地地点点离离山山脚脚越越远远。如如果果没没有有空空气气阻阻力力，当当速速度度足足够够大大时时，物物体体就就永永远远不不会会落落到到地地面面上上来来，它它将将围围绕绕地地球球旋旋转转，成成为为一一颗颗永永远远绕地球运动的人造卫星绕地球运动的人造卫星。牛顿牛顿一、牛顿关于卫星

4、的设想牛顿大炮请大家阅读教材完成学案任务一、二：1.1.第一宇宙速度是多少？第一宇宙速度是多少？二二、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）：v7.9kms 是卫星发射的最小速度。是卫星发射的最小速度。如果以速度如果以速度7.9km/s将物体抛出，将物体抛出，它将在地面附近绕地它将在地面附近绕地球做球做v=7.9km/s匀速匀速圆周运动。圆周运动。自自主主探探究究v7.9kms它是它是怎怎样样来的？来的？v2.v7.9kms这个值是怎样来的呢这个值是怎样来的呢？4.4.第二宇宙速度是多少？它的意义是什么第二宇宙速度是多少？它的意义是什么？第二宇宙速度第二宇宙速度：v

5、11.2kms(脱离速度）脱离速度）是物体克服地球引力，永远离开地球的是物体克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度最小发射速度v3 3.速度在速度在v=7.9km/s的基础上继续增大，物的基础上继续增大，物体做什么样的运动呢？体做什么样的运动呢？椭圆运动椭圆运动5.5.第三宇宙速度是多少？它的意义是什么？第三宇宙速度是多少？它的意义是什么？第三宇宙速度第三宇宙速度:v16.7kms，是挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小发是挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。射速度。：（：（逃逸速度逃逸速度）当物体的速当物体的速度大于或等于度大于或等于16.7km/s，它，它会挣脱太阳的会挣脱太阳

6、的束缚，飞到太束缚，飞到太阳系外。阳系外。6.对于其他的星球以上三个宇宙速度是对于其他的星球以上三个宇宙速度是否变化呢？否变化呢？变化，不同星球的宇宙速度一般变化，不同星球的宇宙速度一般是不一样的是不一样的例如：地球的第一宇宙速度是例如：地球的第一宇宙速度是7.9km/s金星的第一宇宙速度是金星的第一宇宙速度是7.3km/s 人造卫星的发射原理人造卫星的发射原理归纳总结归纳总结：发射速度发射速度v v运动情况运动情况v7.9km/sv7.9km/sv=7.9km/sv=7.9km/s7.9km/s v 11.2km/s7.9km/s v 11.2km/s11.2km/s v 16.7km/s1

7、1.2km/s v 16.7km/s16.7km/s v16.7km/s v第二宇宙速度第二宇宙速度第一宇宙速度第一宇宙速度第三宇宙速度第三宇宙速度物体落回地面物体落回地面物体在地面附近绕地物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动球做匀速圆周运动物体绕地球运转，运物体绕地球运转，运动轨迹是椭圆。动轨迹是椭圆。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概念辨析发射速度和运行速度1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。宇宙速度均指发射速度第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度 表征人造

8、卫星运行状态的物理量有表征人造卫星运行状态的物理量有:环绕速度环绕速度v v,转动半径转动半径r r(或或R+h,hR+h,h为离地的高度为离地的高度)转动周期转动周期T T.角速度角速度 将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，则卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关则卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系：系：三、人造地球卫星运行的规律人造地球卫星运行的规律思考：对于绕地球运动的人造卫星：思考：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

9、，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 结论：结论：卫星的运行速度、角速度、运转周卫星的运行速度、角速度、运转周期与其本身质量无关，仅由轨道半径决定。期与其本身质量无关，仅由轨道半径决定。离离地地面面越越高高的的卫卫星星，运运行行速速度度越越小小，周期越长，发射需要的初速度越大。周期越长，发射需要的初速度越大。20 四月 2023四、四、地球同步卫星地球同步卫星1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫

10、星，它在轨道上跟着地球自转，同步地人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：做匀速圆周运动，它的周期：T24h2、所有的同步卫星只能、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一分布在赤道上方的一个确定轨道上个确定轨道上，即同步卫星轨道平面与地球，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。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、同步卫星、月球

11、三者比较近地卫星、同步卫星、月球三者比较都是地球的都是地球的卫星卫星遵循遵循F引引提供提供F向向1 1、关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的、关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是（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运行的最小速度B.B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C.C.它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度D.D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度它是能使卫星进入轨道的最大发射速度 BCBC即学即即学即练即学即即学即练2、人造地球卫星的轨道半径越大，则（）

12、A.速度越小，周期越小 B.速度越小，周期越大C.速度越大，周期越小 D.速度越大，周期越大B3 3、我国发射的、我国发射的“神州六号神州六号”飞船，与飞船，与“神州五号神州五号”飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（周运动，下列说法中正确的是（）A A“神州六号神州六号”的速度较小的速度较小B B“神州六号神州六号”的速度与的速度与“神州五号神州五号”的相同的相同C C“神州六号神州六号”的周期更长的周期更长D D“神州六号神州六号”的周期与的周期与“神州五号神州五号”的相同的相同AC即学即即学即练一、梦想成真：中国的航天

13、成就一、梦想成真：中国的航天成就二、宇宙速度：二、宇宙速度：第一宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s（1、近地卫星的环绕速度；、近地卫星的环绕速度；2、最小发射速度，最大运行速度）、最小发射速度，最大运行速度）第二宇宙速度第二宇宙速度：V2=11.2km/s，卫星挣脱地球引力束缚所需的，卫星挣脱地球引力束缚所需的发射速度发射速度 第三宇宙速度第三宇宙速度：V3=16.7km/s，卫星挣脱太阳引力束缚所需的，卫星挣脱太阳引力束缚所需的发射速度发射速度三、卫星的运行规律：卫星的运行三、卫星的运行规律：卫星的运行速度速度、角速度角速度、运转、运转周期周期与其本与其本身身质量无关质量无关，仅由，

14、仅由轨道半径决定轨道半径决定。离地面越高的卫星，运行速度离地面越高的卫星，运行速度越小，周期越长，发射需要的初速度越大越小，周期越长，发射需要的初速度越大 四、同步卫星四、同步卫星四、同步卫星四、同步卫星 T=24 hT=24 h 所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。全体宇航员全体宇航员准备好了没准备好了没有？有？点火！