物理人教版（2019）必修第二册7.4宇宙航行（共20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20张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-18 08:51:02 | ||
图片预览
文档简介
(共20张PPT)
第七章 万有引力与宇宙航行
第 4 节：宇宙航行
物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢
牛顿曾设想，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，则落点一次比一次远，如果速度足够大， 物体就不再落到地面上来，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。
牛顿的猜想
建立模型：卫星绕地球做匀速圆周
运动
基本思路：向心力由地球对卫星的
万有引力提供
又因为：
则
人造卫星的发射原理
近地卫星的速度，被称为第一宇宙速度。地球的第一宇宙速度为
说明：1、第一宇宙速度，是最大的环绕速度。（地球所有环绕卫星轨道高度最低，速度最大）；
2、只是地球的第一宇宙速度其表示绕地球做圆周运动的最大环绕速度，天体不同第一宇宙速度也不同。
如果在卫星发射速度小于会怎么样？
第一宇宙速度
v
平抛
洲际
导弹
人造
卫星
增大
发射速度足够大才能逃离地面；
发射人造地球卫星的最小速度有多大呢？
发射速度越大，卫星轨道离地表越远！
发射速度与环绕速度
注意：第一宇宙速度是最小的发射速度,最大的环绕速度。
第二宇宙速度
第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2 km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行。我们把这个速度叫作第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
第三宇宙速度
3. 第三宇宙速度：如果物体的速度大于或等于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。
是否存在平行于其它纬度面的卫星轨道面？
人造卫星
2.所有人造卫星的轨道圆心都是地心
1.所有人造卫星均有 F引=F向
11.2km/s>v>7.9km/s
11.2km/s
16.7km/s
7.9km/s
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
“嫦娥五号”的发射速度应该大于第一宇宙速度。
“天问一号”的发射速度应该大于第二宇宙速度。
旅行者一号（飞出太阳系）
“旅行者一号”的发射速度应该大于第三宇宙速度（借助木星的“引力弹弓”效应等）。
人造地球卫星
1957年10月4日，苏联发射了第一颗地球人造卫星。它的本体是一只用铝合金做成的圆球，直径58厘米，重83.6公斤。它在拜克努尔发射场由一支三级运载火箭发射。起飞以后几分钟，卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度(7.9公里/秒)，进人环绕地球飞行的轨道。它距离地面最远时为964.1公里，最近时为228.5公里，轨道与地球赤道平面的夹角为65度，以96.2分钟时间绕地球1周，比原来预计的所需时间多1分20秒。
世界上第一颗人造卫星：“斯普特尼克”一号。它是航天启蒙时代的产物，是冷战时期太空竞争的标志。
人造地球卫星
东方红一号卫星于1958年提出设想计划，1965年开始研制工作，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道，进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。东方红一号卫星工作28天（设计寿命20天）。卫星于5月14日停止发射信号。东方红一号卫星仍在空间轨道上运行。
东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。
人造地球卫星
人造卫星分类：通信卫星、测地卫星、气象卫星、科学卫星等
同步卫星
①轨道平面一定：赤道平面
②周期与角速度一定：T=24h
⑤运转方向一定:自西向东
③轨道半径一定:r=6.6R
④速度大小一定:v=3.08km/s
⑥向心加速度的大小一定:
地球同步卫星的特点：“六个一定”
同步卫星
例题1。 如图所示，a、b、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动
的 3 颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A. b、c 的线速度大小相等，且大于 a 的线速度
B. b、c的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度
C. c加速可追上同一轨道上的 b，b 减速可等候同一轨道上
的 c
D. a卫星由于某原因，轨道半径
缓慢减小，其线速度将增大
D
例题1.有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近的近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g
B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4小时内转过的圆心角是π/6
D.d的运动周期有可能是20小时
B
宇宙航行
宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）:
第二宇宙速度（逃逸速度）:
第三宇宙速度（脱离速度）:
v2=11.2km/s
v1=7.9km/s
v3=16.7km/s
同步卫星
第一宇
宙速度
最小发射速度
最大运行速度
定义：相对于地面静止的，跟地球自转同步的卫星，同步卫星也叫通讯卫星。
特点：六个一定
载人航天与太空探索
第七章 万有引力与宇宙航行
第 4 节：宇宙航行
物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢
牛顿曾设想，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，则落点一次比一次远，如果速度足够大， 物体就不再落到地面上来，它将绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。
牛顿的猜想
建立模型：卫星绕地球做匀速圆周
运动
基本思路：向心力由地球对卫星的
万有引力提供
又因为：
则
人造卫星的发射原理
近地卫星的速度，被称为第一宇宙速度。地球的第一宇宙速度为
说明：1、第一宇宙速度，是最大的环绕速度。（地球所有环绕卫星轨道高度最低，速度最大）；
2、只是地球的第一宇宙速度其表示绕地球做圆周运动的最大环绕速度，天体不同第一宇宙速度也不同。
如果在卫星发射速度小于会怎么样？
第一宇宙速度
v
平抛
洲际
导弹
人造
卫星
增大
发射速度足够大才能逃离地面；
发射人造地球卫星的最小速度有多大呢？
发射速度越大，卫星轨道离地表越远！
发射速度与环绕速度
注意：第一宇宙速度是最小的发射速度,最大的环绕速度。
第二宇宙速度
第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2 km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行。我们把这个速度叫作第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
第三宇宙速度
3. 第三宇宙速度：如果物体的速度大于或等于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。
是否存在平行于其它纬度面的卫星轨道面？
人造卫星
2.所有人造卫星的轨道圆心都是地心
1.所有人造卫星均有 F引=F向
11.2km/s>v>7.9km/s
11.2km/s
16.7km/s
7.9km/s
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
“嫦娥五号”的发射速度应该大于第一宇宙速度。
“天问一号”的发射速度应该大于第二宇宙速度。
旅行者一号（飞出太阳系）
“旅行者一号”的发射速度应该大于第三宇宙速度（借助木星的“引力弹弓”效应等）。
人造地球卫星
1957年10月4日，苏联发射了第一颗地球人造卫星。它的本体是一只用铝合金做成的圆球，直径58厘米，重83.6公斤。它在拜克努尔发射场由一支三级运载火箭发射。起飞以后几分钟，卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度(7.9公里/秒)，进人环绕地球飞行的轨道。它距离地面最远时为964.1公里，最近时为228.5公里，轨道与地球赤道平面的夹角为65度，以96.2分钟时间绕地球1周，比原来预计的所需时间多1分20秒。
世界上第一颗人造卫星：“斯普特尼克”一号。它是航天启蒙时代的产物，是冷战时期太空竞争的标志。
人造地球卫星
东方红一号卫星于1958年提出设想计划，1965年开始研制工作，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道，进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。东方红一号卫星工作28天（设计寿命20天）。卫星于5月14日停止发射信号。东方红一号卫星仍在空间轨道上运行。
东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。
人造地球卫星
人造卫星分类：通信卫星、测地卫星、气象卫星、科学卫星等
同步卫星
①轨道平面一定：赤道平面
②周期与角速度一定：T=24h
⑤运转方向一定:自西向东
③轨道半径一定:r=6.6R
④速度大小一定:v=3.08km/s
⑥向心加速度的大小一定:
地球同步卫星的特点：“六个一定”
同步卫星
例题1。 如图所示，a、b、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动
的 3 颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A. b、c 的线速度大小相等，且大于 a 的线速度
B. b、c的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度
C. c加速可追上同一轨道上的 b，b 减速可等候同一轨道上
的 c
D. a卫星由于某原因，轨道半径
缓慢减小，其线速度将增大
D
例题1.有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近的近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g
B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4小时内转过的圆心角是π/6
D.d的运动周期有可能是20小时
B
宇宙航行
宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）:
第二宇宙速度（逃逸速度）:
第三宇宙速度（脱离速度）:
v2=11.2km/s
v1=7.9km/s
v3=16.7km/s
同步卫星
第一宇
宙速度
最小发射速度
最大运行速度
定义：相对于地面静止的，跟地球自转同步的卫星，同步卫星也叫通讯卫星。
特点：六个一定
载人航天与太空探索