人教版高中物理必修二第六章第五节《宇宙航行》课件59张PPT
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二第六章第五节《宇宙航行》课件59张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-01-22 06:43:04 | ||
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文档简介
(共59张PPT)
5
宇宙航行
第六章 万有引力与航天
知道了行星的运动规律，学习了万有引力定律
为什么宇宙飞船能登上月球？
我们将要讨论的问题：
为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转？
飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？
时至今日，数千颗人造卫星正在按照万有引力定律为它们“设定”的轨道绕地球运转着。牛顿发现的万有引力定律取得了如此辉煌的成就，以至于阿波罗8号从月球返航的途中，当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候，指令长这样回答：“我想现在是牛顿在驾驶。”
一、牛顿的设想
牛顿就曾设想, 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,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了.
1、牛顿对人造卫星原理的描绘。
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘。
2、人造卫星绕地球运行的动力学原因。
造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
3、人造卫星的运行速度。
设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则
高轨道上运行的卫星，线速度小、角速度小，周期长。
讨论
线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？
例题：地球质量为M，地球半径为R，卫星距地面高为h，卫星质量为m，试求卫星运动的线速度v，角速度ω与周期T。
随h的增大
v减小
ω减小
T增大
建立模型
二、宇宙速度
讨论
高轨道上运行的卫星速度小，是否发射
也容易呢？
这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。
分析
当在地面附近绕地球运行，轨道半径r即为地球半径R
或
问题？发射速度与运行速度有什么关系？
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
地球半径R=6400km，地球质量M=5.98×1024kg
卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度——第一宇宙速度
最小发射速度 最大环绕速度 （半径最小时）
要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，
发射速度必须大于7.9km/s
计算
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
计算
人造卫星在地球表面做圆周运动的周期
=84.6min
最小周期
或：
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度
大小：v=11.2km/s
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。也叫脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；
等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
二、宇宙速度
3、第三宇宙速度
大小：v=16.7km/s
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，也叫逃逸速度。
注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。
如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。
三、梦想成真
1957年10月，原苏联发射第一颗人造地球卫星
卫星重83.6kg，每96min绕地球飞行一圈
请同学们根据所学知识计算这颗卫星的轨道半径是多少？卫星距地面的高度是多少？卫星云的线速度是多少？
世界航天
三、梦想成真
几年之后，1961年4月12日苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船。实现了人类第一次进入太空。他的非凡勇气，鼓舞了更多人为航天事业奋斗。
火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108分，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。
世界航天
三、梦想成真
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。当时，上亿人通过电视注视着走出登月舱的阿姆斯特朗，他在月球上迈出了一小步，确是人类迈出的一大步。
世界航天
三、梦想成真
航天飞机资料：可重复使用的用运载火箭发射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之间运送人员和物资，并滑翔降落于地面。
1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号发射成功。
世界航天
2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。
三、梦想成真
无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路
世界航天
“哈勃”太空望远镜
哈勃望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元，于1990年4月25日由美国航天飞机送上高590千米的太空轨道。
哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从华盛顿看到1.6万千米外悉尼的一只萤火虫。
三、梦想成真
世界航天
1975年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按计划返回地面；中国是第三个掌握卫星回收技术的国家。
1970年， “东方红”1号，中国第一颗人造卫星。中国是第五个能自行发射卫星的国家。
三、梦想成真
中国航天
风云一号
风云二号
中国首颗气象卫星；中国是第三个独立研制并发射太阳同步轨道卫星的国家。
三、梦想成真
中国航天
1984年，试验通信卫星：“东方红”2号，标志着中国是世界上第5个能发射地球静止轨道卫星的国家。
通信卫星
三、梦想成真
中国航天
三、梦想成真
中国航天
地球同步卫星：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，又叫通讯卫星。
三、梦想成真
同步卫星
中国航天
同步卫星有以下几个特点：
1、同步卫星的运行方向与地球自转方向一致
2、同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。T=24h
3、同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度
4、同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方。（不可能定点在我国某地上空，为什么？ ）
要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由于向心力是万有引力提供的，卫星轨道的圆心必须是地心。
三、梦想成真
同步卫星
中国航天
同步卫星有以下几个特点：
5、同步卫星高度固定不变
（Ｒ＋ｈ）
解得高度 ：ｈ＝
km
-
三、梦想成真
中国航天
同步卫星有以下几个特点：
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。（两级有部分盲区）
问题？地球同步卫星能否位于北京正上方某一确定高度h ？
三、梦想成真
中国航天
极地卫星（侦察卫星）
1、特点
2、轨道
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．这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础．
三、梦想成真
中国航天
1992年，中国载人航天工程正式启动．
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，把中国第一位航天员杨利伟送人太空．
伴随着“神舟’五号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程．
三、梦想成真
中国航天
三、梦想成真
中国航天
嫦 娥 工 程
三、梦想成真
中国航天
世界航天
尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕……
宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？ ……
爱因斯坦曾经说过：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜”。
你想加入破解它的行列吗？
关于地球同步卫星
对同步卫星有什么要求？
轨道面
周期T
半径 r
运行速度 V
绕行方向
讨论
关于卫星
所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上
（1）卫星离地心越远，它的运行速度是越大还是越小？为什么？
（2）卫星离地心越远，周期越大还是越小，为什么？
讨论
请你求出最小周期
问题？
能否发射一颗卫星,使它绕地球运行,周期只有1小时？为什么 ？
1、宇宙速度
7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s
第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最大速度
2、人造地球卫星
4 、同步卫星
定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km/s
3 、梦想成真
（1）世界的成就
（2）中国的成就
小结
本节课我们学习了：
1．人造地球卫星的轨道半径越大，则（ ）
A.速度越小，周期越小 B.速度越小，周期越大
C.速度越大，周期越小 D.速度越大，周期越大
2．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则（ ）
A 它可以在地面上任一点的正上方，离地心的距离可以按需要选择不同值
B 它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定
C 它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的
D 它只能赤道的正上方，但离地心的距离可以按需要选择不同值
课堂练习
B
C
3．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法正确的是（ ）
A 在发射过程中向上加速时产生超重现象
B 在降落过程中向下减速时产生失重现象
C 进入轨道时作匀速圆周运动，产生失重现象
D 失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的
课堂练习
AC
4、关于宇宙速度，下列说法正确的是：（ ）
A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的
最小发射速度
B.第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行
的最小速度
C.第二宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时
的最大速度
D.第三宇宙速度时发射人造地球卫星的最小
速度
课堂练习
A
5．人造卫星在环绕地球做圆周运动时，卫星中物体处于失重状态是指（ ）
A.不受地球重力，而只受向心力的作用
B.失重状态是指物体失去地球的重力作用
C.对支持它的物体的压力或拉力为零
D.受到地球引力和离心力的合力为零
课堂练习
C
6、关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A.它的运行速度小于7.9km/s
B.它的运行速度大于7.9km/s
C.它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
D.每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
ACD
课堂练习
7、 三颗人造地球卫星A、B、C 绕地球作匀速圆周运动，已知MA=MB< MC，则三个卫星 （ ）
A．线速度关系为 vA > vB = vC
B．周期关系为 TA< TB = TC
C．向心力大小关系为FA=FB< FC
D．半径与周期关系为
C
A
B
地球
A B D
课堂练习
8．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国的“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞，这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件．碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境．假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是( )
A．甲的运行周期一定比乙的长
B．甲距地面的高度一定比乙的高
C．甲的向心力一定比乙的小
D．甲的加速度一定比乙的大
课堂练习
D
9、a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m的卫星，
c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方，经48 h，a、b、c的大致位置是下图中的(取地球半径R＝6.4×106 m，地球表面重力加速度g取10 m/s2)( )
课堂练习
C
10、同步卫星的加速度为a1，地面附近卫星的加速度为a2，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3，则（ ）
A．a1＞a2＞a3
B．a3＞a2＞a1
C．a2＞a3＞a1
D．a2＞a1＞a3
速度关系
课堂练习
D
11.一颗人造地球卫星离地面高h（R为地球的半径）。若已知地地球表面的重力加速度为g，则卫星做匀速圆周运动的速度是_________，角速度是________，周期是_________，若已知地球的质量为M，万有引力常量为G，则卫星做匀速圆周运动的速度是_______，角速度是_________，周期是_________。
课堂练习
12、已知地球是月球质量的8倍，地球半径为月球半径的3.8倍，在地球表面上发射卫星，至少需7.9km/s的速度，求在月球上发射一颗环绕月球表面运行的飞行物至少需要多大的速度？
课堂练习
5.44km/s
13、根据下列情形,写出金星第一宇宙速度的表达式:
( 1 )已知金星的质量M和它的半径R
( 2 )已知金星表面自由落体的加速度g0和它的半径R
课堂练习
14、已知某星球的半径为地球半径的8倍，若让一物体在该星球面自由下落h高度它所用时间为在地球上自由下落h所用时间的4倍，试问在该星球表面发射一颗绕该星球做圆周运动的飞行器至少需多大的速度？
课堂练习
15、两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比r1:r2=1:2,则它们的
(1)线速度之比 v1:v2=
(2)角速度之比 ω1:ω2 =
(3)周期之比 T1:T2 =
(4)向心加速度之比 a1:a2=
课堂练习
16、“神舟号”飞船在离地面高为870km的高空轨
道上运行十几圈后返回地面，期间进行了多项科学实验。若已知地球半径为6400km，则神舟号在高空圆轨道上匀速运动的速度为多大？
课堂练习
17、如图6－5－2所示，火星和地球绕太阳的运动可以近似看作在同一平面内同方向的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径r1=2.3×1011m，地球的轨道半径r2 =1.5×1011m，从图示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，试估算火星再次与地球相距最近需经多长时间。（以年为单位计算)
火星
地球
图6－5－2
课堂练习
18.一物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在航天飞机中，当航天飞机以g/2加速度随火箭向上加速上升的过程中，某时刻测得物体与航天飞机中的支持物的相互挤压力为90N，求此时航天飞机距地面的高度。（地球半径取6.4×106m，g取10m/s2）
课堂练习
19、两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量为m1和m2，它们之间的距离为L。求双星运行轨道半径r1和r2，以及运行的周期T。
o
课堂练习
20、2005年10月12日，我国自行研制的“神舟”六号飞船顺利升空，并于10月17日顺利返回。“神六”发射及运行过程可简化为：先由运载火箭将飞船送入椭圆轨道，然后在椭圆轨道的远地点A实施变轨，进入预定圆轨道，如图所示，飞船变轨前后速度分别为v1、v2，变轨前后的运行周期分别为T1、T2，飞船变轨前后通过A点时的加速度分别为a1、a2，则下列说法正确的是 （ ）
A．T1＜T2，v1＜v2，a1＜a2 B．T1＜T2，v1＜v2，a1＝a2
C．T1＞T2，v1＞v2，a1＜a2 D．T1＞T2，v1＝v2，a1＝a2
课堂练习
21、宇宙中存在着一些离其它恒星较远的、由质量相近的三颗星组成的系统，这些系统称为三星系统，据报道，目前人类已观测到两类稳定的三星系统，它们的构成形式主要有以下两种：一种是三颗星近似位于同一直线上，两颗星围绕中央星在各自的网轨道上运行；另一种是三颗星近似位于三角形的三个顶点上，并绕三角形内的某一定点做圆轨道运行第一种三颗星连在同一直线上，两颗星围绕中央在同一半径为R的圆轨道上运行
第二种三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体质量均为m
（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期
（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形势下星体之间的距离应为多少？。
课堂练习
22、某一行星上一昼夜为T＝6h.若用弹簧秤称量某物体重力在其赤道上比在两极处读数小了10%，试计算此行星的平均密度ρ.万有引力恒量
G＝6.67×10-11N·m2/kg2.
课堂练习
3×103kg/m3
谢谢！
5
宇宙航行
第六章 万有引力与航天
知道了行星的运动规律，学习了万有引力定律
为什么宇宙飞船能登上月球？
我们将要讨论的问题：
为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转？
飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？
时至今日，数千颗人造卫星正在按照万有引力定律为它们“设定”的轨道绕地球运转着。牛顿发现的万有引力定律取得了如此辉煌的成就，以至于阿波罗8号从月球返航的途中，当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候，指令长这样回答：“我想现在是牛顿在驾驶。”
一、牛顿的设想
牛顿就曾设想, 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,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了.
1、牛顿对人造卫星原理的描绘。
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘。
2、人造卫星绕地球运行的动力学原因。
造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供。
3、人造卫星的运行速度。
设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，由于万有引力提供向心力，则
高轨道上运行的卫星，线速度小、角速度小，周期长。
讨论
线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？
例题：地球质量为M，地球半径为R，卫星距地面高为h，卫星质量为m，试求卫星运动的线速度v，角速度ω与周期T。
随h的增大
v减小
ω减小
T增大
建立模型
二、宇宙速度
讨论
高轨道上运行的卫星速度小，是否发射
也容易呢？
这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。
分析
当在地面附近绕地球运行，轨道半径r即为地球半径R
或
问题？发射速度与运行速度有什么关系？
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
地球半径R=6400km，地球质量M=5.98×1024kg
卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度——第一宇宙速度
最小发射速度 最大环绕速度 （半径最小时）
要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，
发射速度必须大于7.9km/s
计算
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
计算
人造卫星在地球表面做圆周运动的周期
=84.6min
最小周期
或：
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度
大小：v=11.2km/s
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。也叫脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；
等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。
二、宇宙速度
3、第三宇宙速度
大小：v=16.7km/s
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，也叫逃逸速度。
注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。
如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。
三、梦想成真
1957年10月，原苏联发射第一颗人造地球卫星
卫星重83.6kg，每96min绕地球飞行一圈
请同学们根据所学知识计算这颗卫星的轨道半径是多少？卫星距地面的高度是多少？卫星云的线速度是多少？
世界航天
三、梦想成真
几年之后，1961年4月12日苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船。实现了人类第一次进入太空。他的非凡勇气，鼓舞了更多人为航天事业奋斗。
火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108分，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。
世界航天
三、梦想成真
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。当时，上亿人通过电视注视着走出登月舱的阿姆斯特朗，他在月球上迈出了一小步，确是人类迈出的一大步。
世界航天
三、梦想成真
航天飞机资料：可重复使用的用运载火箭发射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之间运送人员和物资，并滑翔降落于地面。
1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号发射成功。
世界航天
2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。
三、梦想成真
无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路
世界航天
“哈勃”太空望远镜
哈勃望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元，于1990年4月25日由美国航天飞机送上高590千米的太空轨道。
哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从华盛顿看到1.6万千米外悉尼的一只萤火虫。
三、梦想成真
世界航天
1975年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按计划返回地面；中国是第三个掌握卫星回收技术的国家。
1970年， “东方红”1号，中国第一颗人造卫星。中国是第五个能自行发射卫星的国家。
三、梦想成真
中国航天
风云一号
风云二号
中国首颗气象卫星；中国是第三个独立研制并发射太阳同步轨道卫星的国家。
三、梦想成真
中国航天
1984年，试验通信卫星：“东方红”2号，标志着中国是世界上第5个能发射地球静止轨道卫星的国家。
通信卫星
三、梦想成真
中国航天
三、梦想成真
中国航天
地球同步卫星：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，又叫通讯卫星。
三、梦想成真
同步卫星
中国航天
同步卫星有以下几个特点：
1、同步卫星的运行方向与地球自转方向一致
2、同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。T=24h
3、同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度
4、同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方。（不可能定点在我国某地上空，为什么？ ）
要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由于向心力是万有引力提供的，卫星轨道的圆心必须是地心。
三、梦想成真
同步卫星
中国航天
同步卫星有以下几个特点：
5、同步卫星高度固定不变
（Ｒ＋ｈ）
解得高度 ：ｈ＝
km
-
三、梦想成真
中国航天
同步卫星有以下几个特点：
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。（两级有部分盲区）
问题？地球同步卫星能否位于北京正上方某一确定高度h ？
三、梦想成真
中国航天
极地卫星（侦察卫星）
1、特点
2、轨道
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．这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础．
三、梦想成真
中国航天
1992年，中国载人航天工程正式启动．
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，把中国第一位航天员杨利伟送人太空．
伴随着“神舟’五号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程．
三、梦想成真
中国航天
三、梦想成真
中国航天
嫦 娥 工 程
三、梦想成真
中国航天
世界航天
尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕……
宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？ ……
爱因斯坦曾经说过：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜”。
你想加入破解它的行列吗？
关于地球同步卫星
对同步卫星有什么要求？
轨道面
周期T
半径 r
运行速度 V
绕行方向
讨论
关于卫星
所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上
（1）卫星离地心越远，它的运行速度是越大还是越小？为什么？
（2）卫星离地心越远，周期越大还是越小，为什么？
讨论
请你求出最小周期
问题？
能否发射一颗卫星,使它绕地球运行,周期只有1小时？为什么 ？
1、宇宙速度
7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s
第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最大速度
2、人造地球卫星
4 、同步卫星
定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km/s
3 、梦想成真
（1）世界的成就
（2）中国的成就
小结
本节课我们学习了：
1．人造地球卫星的轨道半径越大，则（ ）
A.速度越小，周期越小 B.速度越小，周期越大
C.速度越大，周期越小 D.速度越大，周期越大
2．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则（ ）
A 它可以在地面上任一点的正上方，离地心的距离可以按需要选择不同值
B 它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定
C 它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的
D 它只能赤道的正上方，但离地心的距离可以按需要选择不同值
课堂练习
B
C
3．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法正确的是（ ）
A 在发射过程中向上加速时产生超重现象
B 在降落过程中向下减速时产生失重现象
C 进入轨道时作匀速圆周运动，产生失重现象
D 失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的
课堂练习
AC
4、关于宇宙速度，下列说法正确的是：（ ）
A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的
最小发射速度
B.第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行
的最小速度
C.第二宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时
的最大速度
D.第三宇宙速度时发射人造地球卫星的最小
速度
课堂练习
A
5．人造卫星在环绕地球做圆周运动时，卫星中物体处于失重状态是指（ ）
A.不受地球重力，而只受向心力的作用
B.失重状态是指物体失去地球的重力作用
C.对支持它的物体的压力或拉力为零
D.受到地球引力和离心力的合力为零
课堂练习
C
6、关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A.它的运行速度小于7.9km/s
B.它的运行速度大于7.9km/s
C.它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
D.每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
ACD
课堂练习
7、 三颗人造地球卫星A、B、C 绕地球作匀速圆周运动，已知MA=MB< MC，则三个卫星 （ ）
A．线速度关系为 vA > vB = vC
B．周期关系为 TA< TB = TC
C．向心力大小关系为FA=FB< FC
D．半径与周期关系为
C
A
B
地球
A B D
课堂练习
8．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国的“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞，这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件．碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境．假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是( )
A．甲的运行周期一定比乙的长
B．甲距地面的高度一定比乙的高
C．甲的向心力一定比乙的小
D．甲的加速度一定比乙的大
课堂练习
D
9、a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m的卫星，
c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方，经48 h，a、b、c的大致位置是下图中的(取地球半径R＝6.4×106 m，地球表面重力加速度g取10 m/s2)( )
课堂练习
C
10、同步卫星的加速度为a1，地面附近卫星的加速度为a2，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3，则（ ）
A．a1＞a2＞a3
B．a3＞a2＞a1
C．a2＞a3＞a1
D．a2＞a1＞a3
速度关系
课堂练习
D
11.一颗人造地球卫星离地面高h（R为地球的半径）。若已知地地球表面的重力加速度为g，则卫星做匀速圆周运动的速度是_________，角速度是________，周期是_________，若已知地球的质量为M，万有引力常量为G，则卫星做匀速圆周运动的速度是_______，角速度是_________，周期是_________。
课堂练习
12、已知地球是月球质量的8倍，地球半径为月球半径的3.8倍，在地球表面上发射卫星，至少需7.9km/s的速度，求在月球上发射一颗环绕月球表面运行的飞行物至少需要多大的速度？
课堂练习
5.44km/s
13、根据下列情形,写出金星第一宇宙速度的表达式:
( 1 )已知金星的质量M和它的半径R
( 2 )已知金星表面自由落体的加速度g0和它的半径R
课堂练习
14、已知某星球的半径为地球半径的8倍，若让一物体在该星球面自由下落h高度它所用时间为在地球上自由下落h所用时间的4倍，试问在该星球表面发射一颗绕该星球做圆周运动的飞行器至少需多大的速度？
课堂练习
15、两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比r1:r2=1:2,则它们的
(1)线速度之比 v1:v2=
(2)角速度之比 ω1:ω2 =
(3)周期之比 T1:T2 =
(4)向心加速度之比 a1:a2=
课堂练习
16、“神舟号”飞船在离地面高为870km的高空轨
道上运行十几圈后返回地面，期间进行了多项科学实验。若已知地球半径为6400km，则神舟号在高空圆轨道上匀速运动的速度为多大？
课堂练习
17、如图6－5－2所示，火星和地球绕太阳的运动可以近似看作在同一平面内同方向的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径r1=2.3×1011m，地球的轨道半径r2 =1.5×1011m，从图示的火星与地球相距最近的时刻开始计时，试估算火星再次与地球相距最近需经多长时间。（以年为单位计算)
火星
地球
图6－5－2
课堂练习
18.一物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在航天飞机中，当航天飞机以g/2加速度随火箭向上加速上升的过程中，某时刻测得物体与航天飞机中的支持物的相互挤压力为90N，求此时航天飞机距地面的高度。（地球半径取6.4×106m，g取10m/s2）
课堂练习
19、两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量为m1和m2，它们之间的距离为L。求双星运行轨道半径r1和r2，以及运行的周期T。
o
课堂练习
20、2005年10月12日，我国自行研制的“神舟”六号飞船顺利升空，并于10月17日顺利返回。“神六”发射及运行过程可简化为：先由运载火箭将飞船送入椭圆轨道，然后在椭圆轨道的远地点A实施变轨，进入预定圆轨道，如图所示，飞船变轨前后速度分别为v1、v2，变轨前后的运行周期分别为T1、T2，飞船变轨前后通过A点时的加速度分别为a1、a2，则下列说法正确的是 （ ）
A．T1＜T2，v1＜v2，a1＜a2 B．T1＜T2，v1＜v2，a1＝a2
C．T1＞T2，v1＞v2，a1＜a2 D．T1＞T2，v1＝v2，a1＝a2
课堂练习
21、宇宙中存在着一些离其它恒星较远的、由质量相近的三颗星组成的系统，这些系统称为三星系统，据报道，目前人类已观测到两类稳定的三星系统，它们的构成形式主要有以下两种：一种是三颗星近似位于同一直线上，两颗星围绕中央星在各自的网轨道上运行；另一种是三颗星近似位于三角形的三个顶点上，并绕三角形内的某一定点做圆轨道运行第一种三颗星连在同一直线上，两颗星围绕中央在同一半径为R的圆轨道上运行
第二种三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体质量均为m
（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期
（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形势下星体之间的距离应为多少？。
课堂练习
22、某一行星上一昼夜为T＝6h.若用弹簧秤称量某物体重力在其赤道上比在两极处读数小了10%，试计算此行星的平均密度ρ.万有引力恒量
G＝6.67×10-11N·m2/kg2.
课堂练习
3×103kg/m3
谢谢！