物理人教版（2019）必修第二册7.4宇宙航行（共17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17张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-06 10:45:55 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
7.4宇宙航行
学习目标及任务
1.通过牛顿的设想了解人造卫星的发射原理，知道三个宇宙速度的含义，并能够推导第一宇宙速度。
2.能正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，知道什么是同步卫星。
3.了解人类探索宇宙的进程及我国的航天成就。
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。这个速度究竟需要多大呢
我们从受力和运动的角度来分析一下:
卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的引力提供向心力，即:F引=Fn
设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的物体质量为m，速度为v，它到地心的距离为r
若是近地卫星，飞行高度(卫星所在位置距地面的距离)为h=100~200km，地球半径R=6400km，可认为在“地面附近’飞行，则r≈R，可得v=7.9km/s。
一、宇宙速度
1.第一宇宙速度:物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，v=7.9km/s。
要发射一颗人造地球卫星，其发射速度就不能小于第一宇宙速度。
所以第一宇宙速度也称为“最小发射速度”
思考与讨论1:
高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大
人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念
发射速度指被发射物体离开地面时的速度
运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
卫星的r越大，需要的V发射越大，而V运行越小
第一宇宙速度(v=7.9km/s )最小发射速度、最大运行速度
一、宇宙速度
思考与讨论2:
有人说第一宇宙速度也可用 （式中g为地球表面处重力加速度，R为地球半径）算出，你认为正确吗
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供的
2.第二宇宙速度:v=11.2km/s，物体会克服地球的引力，永远离开地球。
说明:若速度大于7.9km/s而小于11.2km/s，物体绕地球运动的轨迹是椭圆，但还在地球的引力范围之内。
3.第三宇宙速度:v=16.7km/s，物体会挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外。
二、人造卫星的运行规律
1.人造卫星的轨道
由F引=Fn知：轨道平面，一定经过地球中心
2.做匀速圆周运动的人造卫星运行规律 F万=Fn
总结:a.卫星运动情况(v、ω、T)是由r和M决定，与m无关
b.越近越快，越远越慢，与m无关”
三、同步卫星
1.同步卫星:相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运动。
2.特点:T=24h;轨道平面与赤道平面重合。
3.同步卫星的高度h(距地表的距离)
由F引=Fn有:
同步卫星只能在距地面大约三万六千公里的轨道上运行，为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能大约有120颗。空间位置是一种极其有限的资源。
同步卫星的几个一定:
1.轨道平面一定:轨道平面与赤道面共面。
2.高度一定:离地面的高度 ，即h=35800 km
3.周期一定:与地球自转周期相同，即T=24 h。
角速度一定:与地球自转的角速度相同
速率一定: 即v=3.1km/s
例 2015年12月29日，“高分四号”卫星升空。这是我国“高分”专项首颗高轨道、高分辨率的光学遥感卫星，也是世界上空间分辨率很高、幅宽很大的地球同步轨道遥感卫星。下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是( )
A.该卫星定点在北京上空
B.该卫星定点在赤道上空
C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍
D.它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
B
四、载人航天与太空探索
1957年10月4日，苏联发射第一颗人造地球卫星
1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人进入太空的梦想
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球
我国的航天成就
1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空
2003年10月15日，神舟五号，中国航天员杨利伟进入太空
2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功
2011年9月29日天宫一号发射升空，11月天宫一号与神舟八号飞船成功对接
2013年12月2日嫦娥三号探测器进入太空，当月14日成功软着陆于月球
2017年发射了货运飞船天舟一号，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接等3次交会对接及多项实验。
7.4宇宙航行
学习目标及任务
1.通过牛顿的设想了解人造卫星的发射原理，知道三个宇宙速度的含义，并能够推导第一宇宙速度。
2.能正确描述和解释人造地球卫星的运行规律，知道什么是同步卫星。
3.了解人类探索宇宙的进程及我国的航天成就。
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。这个速度究竟需要多大呢
我们从受力和运动的角度来分析一下:
卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的引力提供向心力，即:F引=Fn
设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的物体质量为m，速度为v，它到地心的距离为r
若是近地卫星，飞行高度(卫星所在位置距地面的距离)为h=100~200km，地球半径R=6400km，可认为在“地面附近’飞行，则r≈R，可得v=7.9km/s。
一、宇宙速度
1.第一宇宙速度:物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，v=7.9km/s。
要发射一颗人造地球卫星，其发射速度就不能小于第一宇宙速度。
所以第一宇宙速度也称为“最小发射速度”
思考与讨论1:
高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大
人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念
发射速度指被发射物体离开地面时的速度
运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
卫星的r越大，需要的V发射越大，而V运行越小
第一宇宙速度(v=7.9km/s )最小发射速度、最大运行速度
一、宇宙速度
思考与讨论2:
有人说第一宇宙速度也可用 （式中g为地球表面处重力加速度，R为地球半径）算出，你认为正确吗
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供的
2.第二宇宙速度:v=11.2km/s，物体会克服地球的引力，永远离开地球。
说明:若速度大于7.9km/s而小于11.2km/s，物体绕地球运动的轨迹是椭圆，但还在地球的引力范围之内。
3.第三宇宙速度:v=16.7km/s，物体会挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外。
二、人造卫星的运行规律
1.人造卫星的轨道
由F引=Fn知：轨道平面，一定经过地球中心
2.做匀速圆周运动的人造卫星运行规律 F万=Fn
总结:a.卫星运动情况(v、ω、T)是由r和M决定，与m无关
b.越近越快，越远越慢，与m无关”
三、同步卫星
1.同步卫星:相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运动。
2.特点:T=24h;轨道平面与赤道平面重合。
3.同步卫星的高度h(距地表的距离)
由F引=Fn有:
同步卫星只能在距地面大约三万六千公里的轨道上运行，为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能大约有120颗。空间位置是一种极其有限的资源。
同步卫星的几个一定:
1.轨道平面一定:轨道平面与赤道面共面。
2.高度一定:离地面的高度 ，即h=35800 km
3.周期一定:与地球自转周期相同，即T=24 h。
角速度一定:与地球自转的角速度相同
速率一定: 即v=3.1km/s
例 2015年12月29日，“高分四号”卫星升空。这是我国“高分”专项首颗高轨道、高分辨率的光学遥感卫星，也是世界上空间分辨率很高、幅宽很大的地球同步轨道遥感卫星。下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是( )
A.该卫星定点在北京上空
B.该卫星定点在赤道上空
C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍
D.它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
B
四、载人航天与太空探索
1957年10月4日，苏联发射第一颗人造地球卫星
1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人进入太空的梦想
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球
我国的航天成就
1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空
2003年10月15日，神舟五号，中国航天员杨利伟进入太空
2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功
2011年9月29日天宫一号发射升空，11月天宫一号与神舟八号飞船成功对接
2013年12月2日嫦娥三号探测器进入太空，当月14日成功软着陆于月球
2017年发射了货运飞船天舟一号，入轨后与天宫二号空间站进行自动交会对接等3次交会对接及多项实验。