物理人教版（2019）必修第二册7.4宇宙航行（共19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19张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 40.4MB | ||
| 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 19:54:11 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
7.4 宇宙航行
高中物理必修二
v
7.4宇宙航行
多年前，牛顿提出设想：从高山上水平抛出的物体速度一次比一次大时，落地点就一次比一次远。如果物体速度足够大，物体就永远不会再落回地面它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
牛顿关于卫星的设想
那么这个速度需要多大呢？
设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r
由：
地球半径R=6400km，若是近地卫星，可认为在“地面附近”飞行，则:r≈R，可得v=7.9km/s。
解得：
7.4宇宙航行
算一算：以多大的速度抛出物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？
1、第一宇宙速度(又叫环绕速度).
一、宇宙速度
7.4宇宙航行
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。
任何天体都有自己的第一宇宙速度
牢记第一宇宙速度的两种计算方法
v=7.9km/s.
认清“第一宇宙速度”
第一宇宙速度是人造卫星最大的运行速度。
这里所说的“运行速度”指的是卫星在“圆轨道”上运行的线速度大小
第一宇宙速度是人造卫星最小的发射速度.
这里所说的发射是理想状态，即在地面附近在一瞬间给物体(卫星)一个水平初速度，实际发射过程要复杂得多。
v
认清“第一宇宙速度”
假若卫星发射后不再补充能量，那么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。
2、第二宇宙速度：v=11.2km/s， 使物体挣脱地球引力的最小的发射速度(又叫脱离速度)。
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不是圆，是椭圆，但还在地球的引力范围之内。
地球
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
v1=7.9km/s
7.4宇宙航行
3、第三宇宙速度：v=16.7km/s
使物体挣脱太阳引力的最小的发射速度(又叫逃逸速度)。
讨论：发射速度和运行速度的关系
概念辨析
1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。
2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度（环绕速度）。
第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小发射速度，也是环绕地球运行的最大环绕速度。
当发射速度大于或等于7.9km/s 时：
人造地球卫星的运行速度和发射速度间的大小关系：
V运≤7.9km/s ≤ V发＜ 11.2km/s
发射速度小于7.9km/s时，卫星将不能围绕地球做圆周运动，而是落回地面。
① V发=7.9km/s卫星恰好绕地球表面做匀速圆周运动，且环绕速度V运=7.9km/s 。
讨论：发射速度和运行速度的关系
②若7.9km/s③若 11.2km/s≤V发<16.7km/s卫星脱离地球的束缚而围绕太阳运行，成为太阳系的一颗“小行星”。
④若 V发>16.7km/s，卫星脱离太阳的吸引，而成为自由天体。
1970年4月24日我国第一颗人造卫星“东方红1号”升空，开创了中国航天史的新纪元。
中国的航天成就
7.4宇宙航行
中国的航天成就
2003年10月15日神舟五号把中国第一位航天员杨利伟送入太空。这次成功的发射实现了中华民族千年的飞天梦想。
7.4宇宙航行
中国的航天成就
2008年9月25日神舟七号搭载翟志刚、景海鹏、刘伯明，并由翟志刚完成了中国历史上第一次太空漫步。
7.4宇宙航行
科技强国，梦想成真
天宫一号，太空的家
7.4宇宙航行
中国的航天成就
视频
从“嫦娥奔月”到“玉兔号”
科技强国，梦想成真
7.4宇宙航行
中国的航天成就
视频
“天问一号”奔向火星
科技强国，梦想成真------深空探测
7.4宇宙航行
中国的航天成就
视频
“祝融号”火星车
例1.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,地球的第一宇宙速度为7.9 km/s,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )
A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/s D.35.2 km/s
A
7.4宇宙航行
例题.某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t后,物体以速率v落回手中.已知该星球的半径为R,求该星球上的第一宇宙速度.
7.4宇宙航行
1.(多选）关于第一宇宙速度，下列的说法中正确的是( )
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度
C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
BC
随堂练习
7.4宇宙航行
2．“嫦娥五号”探测器自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球．若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是( )
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．月球的密度为
D．月球第一宇宙速度为
B
7.4宇宙航行
7.4 宇宙航行
高中物理必修二
v
7.4宇宙航行
多年前，牛顿提出设想：从高山上水平抛出的物体速度一次比一次大时，落地点就一次比一次远。如果物体速度足够大，物体就永远不会再落回地面它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。
牛顿关于卫星的设想
那么这个速度需要多大呢？
设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r
由：
地球半径R=6400km，若是近地卫星，可认为在“地面附近”飞行，则:r≈R，可得v=7.9km/s。
解得：
7.4宇宙航行
算一算：以多大的速度抛出物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？
1、第一宇宙速度(又叫环绕速度).
一、宇宙速度
7.4宇宙航行
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。
任何天体都有自己的第一宇宙速度
牢记第一宇宙速度的两种计算方法
v=7.9km/s.
认清“第一宇宙速度”
第一宇宙速度是人造卫星最大的运行速度。
这里所说的“运行速度”指的是卫星在“圆轨道”上运行的线速度大小
第一宇宙速度是人造卫星最小的发射速度.
这里所说的发射是理想状态，即在地面附近在一瞬间给物体(卫星)一个水平初速度，实际发射过程要复杂得多。
v
认清“第一宇宙速度”
假若卫星发射后不再补充能量，那么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。
2、第二宇宙速度：v=11.2km/s， 使物体挣脱地球引力的最小的发射速度(又叫脱离速度)。
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不是圆，是椭圆，但还在地球的引力范围之内。
地球
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
v1=7.9km/s
7.4宇宙航行
3、第三宇宙速度：v=16.7km/s
使物体挣脱太阳引力的最小的发射速度(又叫逃逸速度)。
讨论：发射速度和运行速度的关系
概念辨析
1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。
2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度（环绕速度）。
第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小发射速度，也是环绕地球运行的最大环绕速度。
当发射速度大于或等于7.9km/s 时：
人造地球卫星的运行速度和发射速度间的大小关系：
V运≤7.9km/s ≤ V发＜ 11.2km/s
发射速度小于7.9km/s时，卫星将不能围绕地球做圆周运动，而是落回地面。
① V发=7.9km/s卫星恰好绕地球表面做匀速圆周运动，且环绕速度V运=7.9km/s 。
讨论：发射速度和运行速度的关系
②若7.9km/s
④若 V发>16.7km/s，卫星脱离太阳的吸引，而成为自由天体。
1970年4月24日我国第一颗人造卫星“东方红1号”升空，开创了中国航天史的新纪元。
中国的航天成就
7.4宇宙航行
中国的航天成就
2003年10月15日神舟五号把中国第一位航天员杨利伟送入太空。这次成功的发射实现了中华民族千年的飞天梦想。
7.4宇宙航行
中国的航天成就
2008年9月25日神舟七号搭载翟志刚、景海鹏、刘伯明，并由翟志刚完成了中国历史上第一次太空漫步。
7.4宇宙航行
科技强国，梦想成真
天宫一号，太空的家
7.4宇宙航行
中国的航天成就
视频
从“嫦娥奔月”到“玉兔号”
科技强国，梦想成真
7.4宇宙航行
中国的航天成就
视频
“天问一号”奔向火星
科技强国，梦想成真------深空探测
7.4宇宙航行
中国的航天成就
视频
“祝融号”火星车
例1.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,地球的第一宇宙速度为7.9 km/s,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )
A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/s D.35.2 km/s
A
7.4宇宙航行
例题.某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t后,物体以速率v落回手中.已知该星球的半径为R,求该星球上的第一宇宙速度.
7.4宇宙航行
1.(多选）关于第一宇宙速度，下列的说法中正确的是( )
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度
C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
BC
随堂练习
7.4宇宙航行
2．“嫦娥五号”探测器自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球．若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是( )
A．月球的质量为
B．月球表面的重力加速度为
C．月球的密度为
D．月球第一宇宙速度为
B
7.4宇宙航行