2012高一物理课件：第三章 第三节 飞向太空 （粤教版必修2）

(共18张PPT)
第三节 飞向太空
一、火箭
1．人造卫星的发射
7.9
11.2
(1)要成为地球的人造卫星，发射速度必须达到_____km/s，
要成为太阳的人造卫星，发射速度必须达到_____km/s.
(2)发射人造卫星需借助速度推进工具——火箭．
2．发射卫星的火箭
反作用力
(1)原理：利用燃料燃烧向后急速喷出气体产生的_________，
使火箭向前射出．
(2)组成：主要由______和______两部分组成，壳体内能运
载弹头、人造卫星、空中探测器等物体，燃料部分有氧化剂和
燃烧剂．
壳体
燃料
二、遨游太空
苏联
“神舟五号”
1．1957 年 10 月 4 日， _____发射了第一颗人造地球卫星．
2．2003 年 10 月 15 日，我国______________宇宙飞船在
酒泉卫星发射中心成功发射，把我国第一位航天员________送
入太空，成为继苏联、美国后，第三个依靠自己的力量将宇航
员送上太空的国家．
杨利伟
[遨游太空]我国首个空间实验室“天宫一号”于 2011 年 9
月 29 日发射升空．按计划与“神舟八号”、“神舟九号”和
“神舟十号”进行无人和有人对接，实现我国航天器空间对接
技术．“神舟八号”于 2011 年 11 月 1 日凌晨发射，这次发射
的主要任务是与“天宫一号”对接……
你对“天宫一号”了解多少？
图 3－3－1
答案：“天宫一号”是目前我国研制的最大的载人航天器．
全长 10.4 米，最大直径 3.35 米，起飞质量约 8.5 吨，设计在轨
寿命两年……
“神舟”八号与“天宫一号”从对接机构接触开始，经过
捕获、缓冲、拉近、锁紧四个步骤实现刚性连接，形成组合体，
我国载人航天首次空间交会对接试验获得成功……
三、空间探测器
水手 2 号
1．1962 年美国发射了“___________”探测器，第一次对
金星进行了近距离的考察．
伽利略号
2．1989 年美国宇航局发射的“____________”探测器飞
行 6 年到达木星．
勇气号
机遇号
3．2003 年美国“________”与“________”探测器分别
发射成功，于 2004 年登陆火星．
要点1
多级火箭的发射
过程
1．在现代技术条件下，一级
火箭的最终速度还达不到发射人
造卫星所需要的速度，发射卫星要
用多级火箭．
2．多级火箭发射过程
图 3－3－2
(1)火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火”，推动各级
火箭一起前进．
(2)当第一级的燃料燃尽后，第二级火箭开始工作，并自动
脱掉第一级火箭的外壳．
(3)第二级火箭在第一级火箭基础上进一步加速，以此类
推，最终达到所需要的速度．
【例1】2011 年 11 月 1 日我国成功发射“神舟八号”飞船，
飞船随火箭一起离开发射塔飞向天空，并与此前发射的“天宫
一号”实现交会对接，下列表述中错误的是(
)
A．飞船在升空过程中受到平衡力的作用
B．火箭推力对飞船做了功
C．飞船的动能和势能不断增加
D．燃料的化学能最终会转化成为火箭的机械能
以 B、C、D 选项都正确．
答案：A
解析：火箭发射分三个阶段，即加速飞行段、惯性飞行段
和最后加速段，故 A 选项是错误的；根据初中所学的知识，推
力做了功，并且在这个过程中速度和高度都增加，所以动能和
势能都增大，在这个过程中，机械能来自于燃料的化学能，所
1．2010 年 10 月 1 日巨型运载火箭将“嫦娥二号”卫星平
地托起，送入天空．火箭在加速上升过程中，机械能(
)
A．增大
C．不变
B．减小
D．不确定
A
要点2
卫星变轨问题
以“神舟八号”与“天宫一号”的对接为例说明卫星变轨
问题．
根据圆周运动原理：当提供向心力的力大于物体做圆周运
动所需要的向心力时，物体将做向心运动；反之，物体将做离
心运动．
“神舟八号”与“天宫一号”对接时，由于“天宫一号”
已经在固定的轨道上做圆周运动，这样“神舟八号”只能在低
轨道加速，这样就导致所需要的向心力大于万有引力，“神舟
八号”做离心运动，且此时“神舟八号”的轨道半径小，周期
小，能追上“天宫一号”从而实现对接．
【例2】宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想
与前面的空间站对接，飞船为了追上空间站，可以采取的方法
是(
)
A．飞船加速直到追上空间站，完成对接
B．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间
站完成对接
C．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接
D．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接
解析：宇宙飞船做圆周运动的向心力由地球对其施加的万
的空间站，直接加速会导致飞船轨道半径增大，无法对接；飞
船若先减速，它的轨道半径减小，但速度增大了，故在低轨道
上飞船可接近或超过空间站，当飞船运动到合适的位置后再加
速，则其轨道半径增大，同时速度减小，当刚好运动到空间站
所在轨道处时停止加速，则飞船的速度刚好等于空间站的速度，
可完成对接；若飞船先加速到一个较高轨道，其速度小于空间
站速度，此时空间站比飞船运动快，当两者相对运动一周后，
使飞船减速，轨道半径减小又使飞船速度增大，仍可追上空间
站，但这种方法易造成飞船与空间站碰撞，不是最好办法．综
上所述，应选 B.
答案：B
2．某人造地球卫星因受高空稀薄气体的阻力作用，绕地球
运转的轨道会慢慢改变．某次测量中卫星的轨道半径为 r1，后
来变为 r2，且 r1>r2.以 v1、v2 分别表示卫星在这两个轨道的速度，
)
T1、T2 分别表示卫星在这两个轨道绕地球运动的周期，则有(
A．v1T2
B．v1C．v1>v2，T1>T2
D．v1>v2，T1答案：A
3．(双选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆形
轨道 1，然后经点火使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火将
卫星送入同步轨道 3.轨道 1、2 相切于 Q 点，轨道 2、3 相切于
P 点，如图 3－3－3 所示，则当卫星分别在 1、2、3 轨道上正
常运行时，以下说法正确的是(
)
图 3－3－3
A．卫星在轨道 3 上的运行速率大于在轨道 1 上的速率
B．卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道 1 上的角速度
C．卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道 2
上经过 Q 点时的加速度
D．卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道 3
上经过 P 点时的加速度
答案：BD