7.4宇宙航行课件（共29张PPT）高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

(共29张PPT)
课堂引入
格物致知，叩问苍穹
课堂引入
实际上，早在1687年出版的《自然哲学的数
学原理》中，牛顿就设想：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？
第七章万有引力与宇宙航行
第四节宇宙航行
问题1按照牛顿的设想，在忽略空气阻力的情况下，在地面以
越来越大的水平速度抛出物体，物体还会做平抛运动吗？
问题2物体如果不落地，它会做怎样的运动？
问题3物体绕地球做匀速圆周运动的向心力由什么力提供？
【小组探究】物体绕地球表面做匀速圆周运动速度有多大呢？
请推导并计算。
(已知G=6.67×1011Nm2/kg2,地球质量为M=6×1024kg,
地球半径R=6400km)
6=m
v==7.9km/s
这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的
速度，叫作第一宇宙速度（环绕速度)。
、宇宙速度
思考与讨论
有人说，第一宇宙速度也可用)=1/gR(式中g为重力加速度，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，有：
2
g
=m
R
v=gR 7.9km/s
地球引力像一根“无形的绳子”牵引着月球和同步卫星
环绕地球转动。如果要发射一颗紧贴着地面飞行的近地
卫星，发射速度需要多大呢？
一、宇宙速度
第一宇宙速度V,=7.km/s
A9ms≤0<12k
1.是航天器成为卫星的最小发射速度
发射卫星的轨道越高，需要克服万有引力的
0219km
阻碍作用越多，所以发射速度需要增加。
0=112km/s
2.是卫星的最大环绕速度
0=16.7km/s
一、宇宙速度
大家阅读一下课本P60,看第二宇宙速度和第三宇宙速度是
如何规定的。
一、宇宙速度
第二宇宙速度v2=11.2km/s
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
n9km/s0≤11-2km/、
地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行
0.9kn6
器的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服
圆
地球的引力，永远离开地球。我们把11.2km/s
0=11.2km/s
叫作第二宇宙速度（脱离速度）。
0=16.7km/s
一、宇宙速度
第三宇宙速度v3=16.7km/s
达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱
n.9km/s<0<11-2km/s
离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行
器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞
019k6
到太阳系外，必须使它的速度等于或大于
圆
16.7km/s,这个速度叫作第三宇宙速
0=11.2km/s
度（逃逸速度）。
v=16.7km/s