物理人教版（2019）必修第二册7.4宇宙航行（共18张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册7.4宇宙航行（共18张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-31 20:37:15 | ||
图片预览
文档简介
(共18张PPT)
7.4 宇宙航行
敦煌飞天壁画
哈利波特与飞行扫帚
人类通过神话、科幻表达飞天梦想
翟志刚在太空行走
现代科技使飞天成为现实
探索历程
从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。
牛顿的设想：
牛顿的手稿
如果速度足够大，物体就不再落回地球，将绕着地球运动，成为人造地球卫星。
这个足够大的
速度应为多大？
思考：
可以先算出某一绕着地球做匀速圆周运动的飞行器的速度。
假设地球质量为M，绕地球做匀速圆周运动的近地飞行器的质量为m，离地心的距离为R，求飞行器的速度v。
地球对飞行器的万有引力提供飞行器需要的向心力
7.9km/s这个速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，也叫环绕速度。
是卫星做匀速圆周运动的最大环绕线速。
是人造地球卫星的最小发射速度。
是近地卫星的环绕线速
一、宇宙速度
v=7.9km/s
7.9km/s第一宇宙速度
v=11.2km/s
第二宇宙速度
2.第二宇宙速度（逃逸速度）
⑴定义：物体能克服地球的引力束缚，永远离开地球的最小发射速度
⑵大小：V2=11.2km/s
3.第三宇宙速度
⑴定义：物体能挣脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外的最小发射速度
⑵大小：V3=16.7km/s
注：1.实际上，所有卫星
V发射 ≥ 7.9km/s
V运行 ≤7.9km/s
2.三个宇宙速度值是对地球而言，不同的天体有不同的宇宙速度值。
结论：随r的增大，所有量都在减小,只有周期在增大。
二.人造卫星的an、V、ω、T与r的关系
三、地球同步卫星
1、同步卫星：位于地面上方高度约36000km处，周期与地球自转周期相同的卫星。T=24h
2.静止卫星：轨道面与赤道面重合，运动方向与地球自转方向相同，
周期与地球自转周期相同的卫星。T=24h
四、卫星变轨
1
2
3
P
Q
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
O
1 轨道的Q点，点火加速，到达 2 轨道；
2 轨道的P点，再点火加速，到达 3 轨道；
2 椭圆轨道：
1、3 圆轨道：
综上：
变轨点
变轨点
开普勒第二定律
比较速度关系
离心运动：
1
2
3
P
Q
O
变轨点
变轨点
开普勒第三定律：
比较周期关系
椭圆轨道：
圆轨道：
（比较半径）
（比较半长轴）
综上：
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
1
2
3
P
Q
O
变轨点
变轨点
比较加速度关系
1、3 圆轨道：
1、2 轨道的Q为同一个点：
2、3 轨道的P为同一个点：
综上：
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
A.在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小
B.在Q点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现(不计“嫦娥三号”的质量变化)
C.在b轨道上，卫星在P点的速度比在R点的速度大
D.“嫦娥三号”在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等
例1. (多选)“嫦娥三号”卫星从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示．关于“嫦娥三号”的说法正确的是( )
CD
例2.(多选)在完成各项既定任务后，载人宇宙飞船要安全返回地面。如图习2-4所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的一点，M为轨道Ⅰ上的另一点。关于飞船的运动，下列说法正确的是（ ）
A.飞船在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于经过Q点的速度
B.飞船在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于在轨道Ⅰ上经过M点的速度
C.飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.飞船在轨道Ⅱ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过M点的加速度
答案：AB
航天器加速会进入较高的轨道，减速会进入较低的轨道，都不能实现对接；
1
2
3
要使2追上3，可使2减速，做向心运动，然后再加速，做离心运动，实现对接。
五.卫星的追击相遇
2.如图所示，有A、B两颗行星绕同一颗恒星O做圆周运动，旋转方向相同。A行星的周期为 ，B行星的周期为 ，在某一时刻两行星第一次相距最近,再过多长时间再次相距最近？第一次离得最远需多长时间？
解：从最近到再次最近，A比B多运动一周
从最近到最远，A比B多运动半周
7.4 宇宙航行
敦煌飞天壁画
哈利波特与飞行扫帚
人类通过神话、科幻表达飞天梦想
翟志刚在太空行走
现代科技使飞天成为现实
探索历程
从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。
牛顿的设想：
牛顿的手稿
如果速度足够大，物体就不再落回地球，将绕着地球运动，成为人造地球卫星。
这个足够大的
速度应为多大？
思考：
可以先算出某一绕着地球做匀速圆周运动的飞行器的速度。
假设地球质量为M，绕地球做匀速圆周运动的近地飞行器的质量为m，离地心的距离为R，求飞行器的速度v。
地球对飞行器的万有引力提供飞行器需要的向心力
7.9km/s这个速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度，也叫环绕速度。
是卫星做匀速圆周运动的最大环绕线速。
是人造地球卫星的最小发射速度。
是近地卫星的环绕线速
一、宇宙速度
v=7.9km/s
7.9km/s
v=11.2km/s
第二宇宙速度
2.第二宇宙速度（逃逸速度）
⑴定义：物体能克服地球的引力束缚，永远离开地球的最小发射速度
⑵大小：V2=11.2km/s
3.第三宇宙速度
⑴定义：物体能挣脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外的最小发射速度
⑵大小：V3=16.7km/s
注：1.实际上，所有卫星
V发射 ≥ 7.9km/s
V运行 ≤7.9km/s
2.三个宇宙速度值是对地球而言，不同的天体有不同的宇宙速度值。
结论：随r的增大，所有量都在减小,只有周期在增大。
二.人造卫星的an、V、ω、T与r的关系
三、地球同步卫星
1、同步卫星：位于地面上方高度约36000km处，周期与地球自转周期相同的卫星。T=24h
2.静止卫星：轨道面与赤道面重合，运动方向与地球自转方向相同，
周期与地球自转周期相同的卫星。T=24h
四、卫星变轨
1
2
3
P
Q
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
O
1 轨道的Q点，点火加速，到达 2 轨道；
2 轨道的P点，再点火加速，到达 3 轨道；
2 椭圆轨道：
1、3 圆轨道：
综上：
变轨点
变轨点
开普勒第二定律
比较速度关系
离心运动：
1
2
3
P
Q
O
变轨点
变轨点
开普勒第三定律：
比较周期关系
椭圆轨道：
圆轨道：
（比较半径）
（比较半长轴）
综上：
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
1
2
3
P
Q
O
变轨点
变轨点
比较加速度关系
1、3 圆轨道：
1、2 轨道的Q为同一个点：
2、3 轨道的P为同一个点：
综上：
1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道
A.在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小
B.在Q点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现(不计“嫦娥三号”的质量变化)
C.在b轨道上，卫星在P点的速度比在R点的速度大
D.“嫦娥三号”在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等
例1. (多选)“嫦娥三号”卫星从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示．关于“嫦娥三号”的说法正确的是( )
CD
例2.(多选)在完成各项既定任务后，载人宇宙飞船要安全返回地面。如图习2-4所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的一点，M为轨道Ⅰ上的另一点。关于飞船的运动，下列说法正确的是（ ）
A.飞船在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于经过Q点的速度
B.飞船在轨道Ⅱ上经过P点的速度小于在轨道Ⅰ上经过M点的速度
C.飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.飞船在轨道Ⅱ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过M点的加速度
答案：AB
航天器加速会进入较高的轨道，减速会进入较低的轨道，都不能实现对接；
1
2
3
要使2追上3，可使2减速，做向心运动，然后再加速，做离心运动，实现对接。
五.卫星的追击相遇
2.如图所示，有A、B两颗行星绕同一颗恒星O做圆周运动，旋转方向相同。A行星的周期为 ，B行星的周期为 ，在某一时刻两行星第一次相距最近,再过多长时间再次相距最近？第一次离得最远需多长时间？
解：从最近到再次最近，A比B多运动一周
从最近到最远，A比B多运动半周