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 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-06 19:53:12 | ||
图片预览
文档简介
(共18张PPT)
7.4宇宙航行
课堂引入
歌手许巍——曾梦想仗剑走天涯。
我也有个梦——仙侠梦，可以自由飞翔在天空。
牛顿也有个梦——想把物体抛上天。
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。你知道这个速度究竟有多大吗？
r
R
一、宇宙速度（地球）
方法一: 万有引力提供向心力
G =
vⅠ =
v1=7.9km/s
一、宇宙速度（地球）
方法二: 重力等于万有引力, 提供向心力
v1=7.9km/s
mg =
vⅠ =
一、宇宙速度（地球）
1. 第一宇宙速度称为绕地球做圆周运动的最大环绕速度
2.第一宇宙速度又称为称为地球卫星的最小发射速度
第一宇宙速度 v1=7.9km/s
注：发射速度是指卫星在地面附近离开发射火箭的初速度
一、宇宙速度（地球）
1. 当7.9 km/s11.2 km/s时，卫星将脱离地球吸引。v=11.2 km/s称为第二宇宙速度（又称脱离速度）
2.当11.2 km/s16.7km/s时，卫星将脱离太阳吸引。v=16.7km/s称为第三宇宙速度（又称逃逸速度）
一、宇宙速度（地球）
7.9km/s“嫦娥5号”月球探测器
11.2km/s“天问一号”火星探测器
“旅行者1号”宇宙探测器
3. v3＞16.7km/s
[练1] (多选)下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( )
A．第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于v1，小于v2
B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度
D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
CD
[练2] 若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度约为( )
A．16 km/s B．32 km/s C．4 km/s D．2 km/s
【练3】已知引力常量G、月球质量M、月球半径R、月球表面重力加速度g，请写求出月球的第一宇宙速度表达式。
二、人造地球卫星
（一）人造卫星的轨道分类
1.赤道轨道
又称同步轨道
2.极地轨道
3.一般轨道
所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上运动
思考： 如何比较月球、同步卫星、“高分六号”的线速度、角速度、周期、 向心加速度的大小？
（二）不同轨道人造卫星的线速度、角速度、周期、 向心加速度比较
【练4】如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于点P，b、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方．下列说法正确的是( )
A．b、d存在相撞危险
B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度
C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度
D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度
B
2. 高度一定：其轨道离地面高度固定不变，约为 3.6×104 km
4. 线速度大小一定：线速度大小一定，约为3.1×103 m/s
5. 向心加速度大小一定：约为0.23m/s2
3. 角速度一定：等于地球自转的角速度
1. 周期一定：和地球自转周期相同，即T ＝ 24h
（三）地球同步卫星
(1).概念：与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星．
(2).特点：7个“一定”
6. (地球静止卫星)运行方向一定：和地球自转一致，自西向东
7. (地球静止卫星) 轨道平面一定：都在赤道平面内
思维导图：
【练5】中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统.2020年北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力．如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则( )
A．卫星a的角速度小于卫星c的角速度
B．卫星a的加速度大于卫星b的加速度
C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D．卫星b的周期大于24 h
A
【练6】如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于点P，b、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方．下列说法正确的是( )
A．b、d存在相撞危险
B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度
C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度
D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度
B
三、载人航天与太空探索
1961年4月2日苏联宇航员尤里.加加林首次进入太空
1969年7月20日美国宇航员阿姆斯特朗首次登月
2003年10月15日我国宇航员杨利伟首次遨游太空
图片来源于网络
7.4宇宙航行
课堂引入
歌手许巍——曾梦想仗剑走天涯。
我也有个梦——仙侠梦，可以自由飞翔在天空。
牛顿也有个梦——想把物体抛上天。
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。你知道这个速度究竟有多大吗？
r
R
一、宇宙速度（地球）
方法一: 万有引力提供向心力
G =
vⅠ =
v1=7.9km/s
一、宇宙速度（地球）
方法二: 重力等于万有引力, 提供向心力
v1=7.9km/s
mg =
vⅠ =
一、宇宙速度（地球）
1. 第一宇宙速度称为绕地球做圆周运动的最大环绕速度
2.第一宇宙速度又称为称为地球卫星的最小发射速度
第一宇宙速度 v1=7.9km/s
注：发射速度是指卫星在地面附近离开发射火箭的初速度
一、宇宙速度（地球）
1. 当7.9 km/s
2.当11.2 km/s
一、宇宙速度（地球）
7.9km/s
11.2km/s
“旅行者1号”宇宙探测器
3. v3＞16.7km/s
[练1] (多选)下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( )
A．第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于v1，小于v2
B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度
D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
CD
[练2] 若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度约为( )
A．16 km/s B．32 km/s C．4 km/s D．2 km/s
【练3】已知引力常量G、月球质量M、月球半径R、月球表面重力加速度g，请写求出月球的第一宇宙速度表达式。
二、人造地球卫星
（一）人造卫星的轨道分类
1.赤道轨道
又称同步轨道
2.极地轨道
3.一般轨道
所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上运动
思考： 如何比较月球、同步卫星、“高分六号”的线速度、角速度、周期、 向心加速度的大小？
（二）不同轨道人造卫星的线速度、角速度、周期、 向心加速度比较
【练4】如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于点P，b、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方．下列说法正确的是( )
A．b、d存在相撞危险
B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度
C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度
D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度
B
2. 高度一定：其轨道离地面高度固定不变，约为 3.6×104 km
4. 线速度大小一定：线速度大小一定，约为3.1×103 m/s
5. 向心加速度大小一定：约为0.23m/s2
3. 角速度一定：等于地球自转的角速度
1. 周期一定：和地球自转周期相同，即T ＝ 24h
（三）地球同步卫星
(1).概念：与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星．
(2).特点：7个“一定”
6. (地球静止卫星)运行方向一定：和地球自转一致，自西向东
7. (地球静止卫星) 轨道平面一定：都在赤道平面内
思维导图：
【练5】中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统.2020年北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力．如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则( )
A．卫星a的角速度小于卫星c的角速度
B．卫星a的加速度大于卫星b的加速度
C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D．卫星b的周期大于24 h
A
【练6】如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于点P，b、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方．下列说法正确的是( )
A．b、d存在相撞危险
B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度
C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度
D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度
B
三、载人航天与太空探索
1961年4月2日苏联宇航员尤里.加加林首次进入太空
1969年7月20日美国宇航员阿姆斯特朗首次登月
2003年10月15日我国宇航员杨利伟首次遨游太空
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