课件21张PPT。宇宙航行神奇的宇宙空间 神奇的宇宙空间 神奇的宇宙空间 神奇的宇宙空间 人造卫星和航天技术一、宇宙速度 牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，他将绕地球运动。牛顿的科学猜想 抛出速度至少为多大，物体才不会落回地面而绕地球做圆周运动呢?一、宇宙速度 已知地球和物体的质量分别为M 和m，物体到地心的距离为r，求物体绕地球作圆周运动的速度v？解：万有引力提供向心力 抛出速度至少为多大，物体才不会落回地面而绕地球做圆周运动呢?一、宇宙速度 若已知近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r，地球半径R=6400
km，地球质量M=5.89×1024kg，把数据代入上式可解得：v=7.9km/s 这就是物体在地面附近绕 地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。一、宇宙速度第一宇宙速度的意义 ①是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，也叫做地面附近的环绕速度。
②即绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度。
③也是最小发射速度。 一、宇宙速度 在地面附近发射飞行器，如果发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运行的轨迹是椭圆。我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度。 意义：以这个速度发射，物体刚好能克服地球的引力作用，永远的离开地球而绕太阳运动。也叫地面附近的逃逸速度。 如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7
km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点。 意义：以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外。 如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了。一、宇宙速度 在地面附近发射一个物体，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7km/s，这个速度叫做第三宇宙速度。 1957年10月4日苏联第一颗人造地球卫星何时何地发射成功。二、梦想成真二、梦想成真 1961年4月12日苏联第一艘载人飞船东方一号成功发射。二、梦想成真 1992年中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日9时，我国第一艘载人航天器神舟五号成功发射。 1. “2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一为航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。”根据以上消息，近似地把飞船从发射到降落的全部运动看做绕地球的匀速圆周运动，试估算神舟五号绕地球飞行时距地面的高度（已知地球的质量M=
6.0×1024kg，地球的半径R=6.4×103km） 2. 已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球的质量5.89×1024kg，引力常量Ｇ=
6.67×10-11Nm2/kg2 ，若要发射一颗地球同步卫星，试求：
（1）地球同步卫星的离地面高度h。
（2）地球同步卫星的环绕速度v。 3. 金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，金星表面的自由落体加速度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？黑洞 黑洞其实也是个星球（类似星球），只不过它的密度非常非常大，靠近它的物体都被它的引力所约束（就好像人在地球上没有飞走一样），不管用多大的速度都无法脱离。对于地球来说，以第二宇宙速度（11.2km/s）来飞行就可以逃离地球，但是对于黑洞来说，它的第二宇宙速度之大，竟然超越了光速，所以连光都跑不出来，于是射进去的光没有反射回来，我们的眼睛就看不到任何东西，只是黑色一片。黑洞宇宙的起源
