物理人教版（2019）必修第二册7.4宇宙航行（共23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23张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 39.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-19 19:25:51 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
7.4宇宙航行
人教版高中物理必修第二册
嫦娥奔月
敦煌飞天壁画
万户飞天
古老的飞天梦想
中国第一颗人造地球卫星东方红一号
学习目标
7.4宇宙航行
1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
2.了解发射速度和环绕速度的区别和联系。
3.知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的运动和受力情况，并能解决涉及人造地球卫星运动的问题。
4.了解宇宙航行的的发展历程，感受人类对客观世界不断探索的精神和情感。
物体初速度达到多大时就可以发射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。
(1)建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动
(2)基本思路：向心力由地球对卫星的万有引力提供
请计算：已知地球半径 R = 6400 km，地球质量 M = 6.0×1024 kg，卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度有多大？
一、宇宙速度
一、宇宙速度
第一宇宙速度
思考：有人说，第一宇宙速度也可用（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，可近似认为万有引力等于重力，即向心力是由重力提供的，有：
一、宇宙速度
公式也适用于其它天体有关第一宇宙速度的计算问题。
(1)定义：是人造卫星(或航天器)近地环绕地球做匀速圆周运动的速度。
(M为地球质量；R为地球球体半径)
(2)公式：
(g为地球表面重力加速度；R为地球球体半径)
地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s。
1.第一宇宙速度
一、宇宙速度
当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（脱离速度）。
第二宇宙速度
一、宇宙速度
速度大于7.9km/s，小于11.2 km/s时绕地球运行轨迹是椭圆。
当飞行器速度等于或大于 16.7 km/s时，就会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外， 这个速度叫作第三宇宙速度（逃逸速度）。
第三宇宙速度
一、宇宙速度
宇宙速度 数值 物理意义
第一宇宙速度 7.9km/s
第二宇宙速度 11.2 km/s
第三宇宙速度 16.7 km/s
一、宇宙速度
1.地球表面发射卫星的最小发射速度
挣脱地球引力束缚的最小发射速度
挣脱太阳引力束缚的最小发射速度
2.卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度
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
巩固提升
CD
巨大的挑战
牛顿虽然早就预言了人造地球卫星，但因发射需达到很大的速度，这对于人类是一个巨大的挑战。直到多级火箭研制成功，才为人造地球卫星的发射创造力条件。
二、人造地球卫星
二、人造地球卫星
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星——“卫星1号”
1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。
中国航天之父：钱学森
二、人造地球卫星
在地球的周围，有许多的卫星在不同轨道上绕地球转动。请思考：
（1）这些卫星运动所需要的向心力由什么力提供？
（2）这些卫星的轨道平面有什么特点？
万有引力
轨道平面圆心与地心重合
1.赤道轨道：卫星始终处于赤道正上方。
3.其他轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
2.极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
根据卫星的向心力的来源，可知圆心不在地心的卫星是不存在的，所以卫星轨道分为以下三类：
人造卫星的轨道
二、人造地球卫星
1、周期：
特殊的人造卫星
同步卫星：
二、人造地球卫星
相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星。
问题2.试计算同步卫星距地面高度H
问题1.分析同步卫星的周期，轨道平面，绕行方向有何特点
M=6×1024kg
R=6400km，
与赤道平面重合
自西向东
T=24h
二、人造地球卫星
二.同步卫星：
周期
绕行方向
轨道平面
距地高度
线速度
角速度
特点
自西向东
与赤道平面重合
同步卫星的6个“一定”
约36000Km
一定
一定
巩固提升
2.（多选）如图所示,赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C,它们的运动都可视为匀速圆周运动,比较三个物体的运动情况,以下判断正确的是( )
A.三者的周期关系为TAB.三者向心加速度大小关系为aA>aB>aC
C.三者角速度的大小关系为ωA=ωC<ωB
D.三者线速度的大小关系为vACD
三、载人航天与太空探索
1961年4月12日，苏联航天员加加林进入了东方一号载人飞船铸就了人类首次进入太空的丰碑。
1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。
三、载人航天与太空探索
中国载人航天
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家。
2005年10月12日，神舟六号搭载费俊龙，聂海胜两名航天员升空。
2008年9月25日神舟七号搭载翟志刚，景海鹏，刘伯明三名航天员升空。
三、载人航天与太空探索
2019年1月3日，嫦娥四号实现人类航天器首次月球背面软着陆与巡视探测。
嫦娥五号进行月壤采样 ，1731g，成为人类历史上无人自动采样最多的一次。
天问一号探测器着陆火星。祝融号火星车开展了探测火星巡视区形貌和地质构造等任务，并传回科学影像图，标志着我国首次火星探测任务完满成功。
课堂小结
宇宙航行
宇宙速度
人造地球卫星
载人航天与太空探索
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
计算公式
最小发射速度
最大环绕速度
7.4宇宙航行
人教版高中物理必修第二册
嫦娥奔月
敦煌飞天壁画
万户飞天
古老的飞天梦想
中国第一颗人造地球卫星东方红一号
学习目标
7.4宇宙航行
1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
2.了解发射速度和环绕速度的区别和联系。
3.知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的运动和受力情况，并能解决涉及人造地球卫星运动的问题。
4.了解宇宙航行的的发展历程，感受人类对客观世界不断探索的精神和情感。
物体初速度达到多大时就可以发射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。
(1)建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动
(2)基本思路：向心力由地球对卫星的万有引力提供
请计算：已知地球半径 R = 6400 km，地球质量 M = 6.0×1024 kg，卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度有多大？
一、宇宙速度
一、宇宙速度
第一宇宙速度
思考：有人说，第一宇宙速度也可用（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，可近似认为万有引力等于重力，即向心力是由重力提供的，有：
一、宇宙速度
公式也适用于其它天体有关第一宇宙速度的计算问题。
(1)定义：是人造卫星(或航天器)近地环绕地球做匀速圆周运动的速度。
(M为地球质量；R为地球球体半径)
(2)公式：
(g为地球表面重力加速度；R为地球球体半径)
地球的第一宇宙速度大小为7.9km/s。
1.第一宇宙速度
一、宇宙速度
当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（脱离速度）。
第二宇宙速度
一、宇宙速度
速度大于7.9km/s，小于11.2 km/s时绕地球运行轨迹是椭圆。
当飞行器速度等于或大于 16.7 km/s时，就会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外， 这个速度叫作第三宇宙速度（逃逸速度）。
第三宇宙速度
一、宇宙速度
宇宙速度 数值 物理意义
第一宇宙速度 7.9km/s
第二宇宙速度 11.2 km/s
第三宇宙速度 16.7 km/s
一、宇宙速度
1.地球表面发射卫星的最小发射速度
挣脱地球引力束缚的最小发射速度
挣脱太阳引力束缚的最小发射速度
2.卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度
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
巩固提升
CD
巨大的挑战
牛顿虽然早就预言了人造地球卫星，但因发射需达到很大的速度，这对于人类是一个巨大的挑战。直到多级火箭研制成功，才为人造地球卫星的发射创造力条件。
二、人造地球卫星
二、人造地球卫星
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星——“卫星1号”
1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。
中国航天之父：钱学森
二、人造地球卫星
在地球的周围，有许多的卫星在不同轨道上绕地球转动。请思考：
（1）这些卫星运动所需要的向心力由什么力提供？
（2）这些卫星的轨道平面有什么特点？
万有引力
轨道平面圆心与地心重合
1.赤道轨道：卫星始终处于赤道正上方。
3.其他轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
2.极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
根据卫星的向心力的来源，可知圆心不在地心的卫星是不存在的，所以卫星轨道分为以下三类：
人造卫星的轨道
二、人造地球卫星
1、周期：
特殊的人造卫星
同步卫星：
二、人造地球卫星
相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星。
问题2.试计算同步卫星距地面高度H
问题1.分析同步卫星的周期，轨道平面，绕行方向有何特点
M=6×1024kg
R=6400km，
与赤道平面重合
自西向东
T=24h
二、人造地球卫星
二.同步卫星：
周期
绕行方向
轨道平面
距地高度
线速度
角速度
特点
自西向东
与赤道平面重合
同步卫星的6个“一定”
约36000Km
一定
一定
巩固提升
2.（多选）如图所示,赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C,它们的运动都可视为匀速圆周运动,比较三个物体的运动情况,以下判断正确的是( )
A.三者的周期关系为TA
C.三者角速度的大小关系为ωA=ωC<ωB
D.三者线速度的大小关系为vA
三、载人航天与太空探索
1961年4月12日，苏联航天员加加林进入了东方一号载人飞船铸就了人类首次进入太空的丰碑。
1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。
三、载人航天与太空探索
中国载人航天
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家。
2005年10月12日，神舟六号搭载费俊龙，聂海胜两名航天员升空。
2008年9月25日神舟七号搭载翟志刚，景海鹏，刘伯明三名航天员升空。
三、载人航天与太空探索
2019年1月3日，嫦娥四号实现人类航天器首次月球背面软着陆与巡视探测。
嫦娥五号进行月壤采样 ，1731g，成为人类历史上无人自动采样最多的一次。
天问一号探测器着陆火星。祝融号火星车开展了探测火星巡视区形貌和地质构造等任务，并传回科学影像图，标志着我国首次火星探测任务完满成功。
课堂小结
宇宙航行
宇宙速度
人造地球卫星
载人航天与太空探索
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
计算公式
最小发射速度
最大环绕速度