人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行(29张ppt)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行(29张ppt) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.4MB | ||
| 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 | 2020-05-13 11:50:20 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
6.5 宇宙航行
复习回顾：
做匀速圆周运动的卫星或行星的线速度、角速度、周期与轨道半径r的关系？
可见：r与V 、ω 、T 存在一 一对应关系
古代中国的飞天梦
古代中国的飞天梦
第一个想到利用火箭飞天的人明朝的万户
外国人的飞天梦
思考：地面上的物体怎样才能成为地球卫星呢？
300多年前，牛顿提出设想：
如果在高山上把物体水平抛出，速度足够大它就不再落回地面，将绕地球运动而成为人造地球卫星。
一、人造地球卫星
人造卫星做匀速圆周运动所需要的向心力是由
提供。即
地球对卫星的万有引力
F万 = F向
2、分析
1、思考：
地面上的物体，要以多大速度抛出才能成为人造地球卫星呢？
基本思路1：万有引力提供向心力
算一算：
以多大速度抛出物体，才能使其成为地球的卫星？
可知卫星近地飞行时，r =R=6.40×106 m
M=5.98×1024kg G=6.67×10-11Nm2/kg2 g=9.8m/s2
基本思路2：重力提供向心力
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，叫做第一宇宙速度。
v =7.9km/s 既是最小的发射速度
1、第一宇宙速度：v1=7.9km/s（环绕速度）
它是人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动所必须具的速度。
说明：
①第一宇宙速度是发射卫
星的最小发射速度；
②第一宇宙速度是所有地球
卫星中最大的环绕速度。
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度：v2=11.2km/s（脱离速度）
它是人造卫星脱离地球引力所需要的速度。
说明：
当物体的发射速度大于
或等于11.2km/s时，卫
星就会脱离地球的吸引，
不在绕地球运行,而绕
太阳或其他行星运行。
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
二、宇宙速度
3、第三宇宙速度：v3=16.7km/s（逃逸速度）
它是人造卫星脱离太阳引力所需要的速度。
说明：
如果物体的速度等于或
大于16.7km/s，物体就
摆脱了太阳引力的束缚，
飞到太阳系以外的宇宙
空间去。
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
二、宇宙速度
三、梦想成真
地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。
------齐奥尔科夫斯基
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。
1958年美国成功地发射
了第一颗“探险者”
人造卫星。
1965年法国成功地发射了第一颗“试验卫星”
号人造卫星。
1、发射卫星
1970年2月日本成功地发射了第一颗人造卫星
“大隅”号。
1970年4月中国成
功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号
1961年4月12日，苏联空军少校加加林乘东方一号载人飞船，绕地球飞行一周后重返大气层，安全降落。
2.载人航天
1969年7月20日，美国阿波罗11号飞船登月成功，10时56分阿姆斯特朗踏上月面.
四、人造地球卫星
1、人造地球卫星的轨道
①轨道中心：地心
②万有引力提供向心力
③r越大，则T越大，v越小，ω越小，an越小。
思考：
为什么卫星的轨道中心一定要处在地心所处的位置？
F1
F2
F3
赤道平面
北
南
东
西
分析：
各种各样的卫星……
2、近地卫星
①轨道中心：地心
②轨道半径：r=R
③运行线速度：v=7.9km/s
④运行周期：T≈84.3分钟
分析：
思考：我们能否发射一颗周期为80min的卫星？
3、地球同步卫星
定义：相对地球静止的卫星，又叫通讯卫星。
①轨道平面确定：赤道平面
②运行周期一定：T =24h
③运行角速度一定：与地球自转角速度相同
④运行轨道半径一定：r =4.24×104km
⑤运行轨道高度一定：h =r - R =3.6×104km
⑥运行线速度一定：v = 3.07km/s，方向自西向东
思考：如何求出以上各物理量？
同步卫星示意图：
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。
如图所示，1、2、3是卫星的三个轨道，思考：
1、如何将卫星由1轨道变到3轨道？
2、如何将卫星由3轨道变到1轨道？
3、对于同一点P和Q，当它们在不同轨道上时，其速度和加速度的大小关系如何？
解析：
对于P点，其线速度在轨道3上运行时大于在轨道2上运行时；加速度在轨道2、3上均相同。
对于Q点，其线速度在轨道2上运行时大于在轨道1上运行时；加速度在轨道1、2上均相同。
总结：
1、卫星从低轨到高轨：
先对卫星进行加速，到预定轨道后再减速。
2、卫星从高轨到低轨：
先对卫星进行减速，到预定轨道后再加速。
3、同一个点，在不同轨道上其线速度一般不同，其加速度一定相同。
例1.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是( )
A．根据 ，可知vAB．角速度ωA>ωB>ωC
C．周期TAD．根据万有引力定律，可知卫星所受地球
引力FA>FB>FC
BC
例2.当人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动后，下列叙述正确的是( )
A．卫星运动速度一定小于7.9 km/s
B．卫星运动速度一定等于7.9 km/s
C．卫星内的物体仍受重力作用，并可用
弹簧测力计直接测出所受重力的大小
D．因卫星处于完全失重状态，所以在卫
星轨道处的重力加速度等于零
A
6.5 宇宙航行
复习回顾：
做匀速圆周运动的卫星或行星的线速度、角速度、周期与轨道半径r的关系？
可见：r与V 、ω 、T 存在一 一对应关系
古代中国的飞天梦
古代中国的飞天梦
第一个想到利用火箭飞天的人明朝的万户
外国人的飞天梦
思考：地面上的物体怎样才能成为地球卫星呢？
300多年前，牛顿提出设想：
如果在高山上把物体水平抛出，速度足够大它就不再落回地面，将绕地球运动而成为人造地球卫星。
一、人造地球卫星
人造卫星做匀速圆周运动所需要的向心力是由
提供。即
地球对卫星的万有引力
F万 = F向
2、分析
1、思考：
地面上的物体，要以多大速度抛出才能成为人造地球卫星呢？
基本思路1：万有引力提供向心力
算一算：
以多大速度抛出物体，才能使其成为地球的卫星？
可知卫星近地飞行时，r =R=6.40×106 m
M=5.98×1024kg G=6.67×10-11Nm2/kg2 g=9.8m/s2
基本思路2：重力提供向心力
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，叫做第一宇宙速度。
v =7.9km/s 既是最小的发射速度
1、第一宇宙速度：v1=7.9km/s（环绕速度）
它是人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动所必须具的速度。
说明：
①第一宇宙速度是发射卫
星的最小发射速度；
②第一宇宙速度是所有地球
卫星中最大的环绕速度。
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度：v2=11.2km/s（脱离速度）
它是人造卫星脱离地球引力所需要的速度。
说明：
当物体的发射速度大于
或等于11.2km/s时，卫
星就会脱离地球的吸引，
不在绕地球运行,而绕
太阳或其他行星运行。
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
二、宇宙速度
3、第三宇宙速度：v3=16.7km/s（逃逸速度）
它是人造卫星脱离太阳引力所需要的速度。
说明：
如果物体的速度等于或
大于16.7km/s，物体就
摆脱了太阳引力的束缚，
飞到太阳系以外的宇宙
空间去。
V1=7.9km/s
地球
11.2km/s>v>7.9km/s
二、宇宙速度
三、梦想成真
地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。
------齐奥尔科夫斯基
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。
1958年美国成功地发射
了第一颗“探险者”
人造卫星。
1965年法国成功地发射了第一颗“试验卫星”
号人造卫星。
1、发射卫星
1970年2月日本成功地发射了第一颗人造卫星
“大隅”号。
1970年4月中国成
功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号
1961年4月12日，苏联空军少校加加林乘东方一号载人飞船，绕地球飞行一周后重返大气层，安全降落。
2.载人航天
1969年7月20日，美国阿波罗11号飞船登月成功，10时56分阿姆斯特朗踏上月面.
四、人造地球卫星
1、人造地球卫星的轨道
①轨道中心：地心
②万有引力提供向心力
③r越大，则T越大，v越小，ω越小，an越小。
思考：
为什么卫星的轨道中心一定要处在地心所处的位置？
F1
F2
F3
赤道平面
北
南
东
西
分析：
各种各样的卫星……
2、近地卫星
①轨道中心：地心
②轨道半径：r=R
③运行线速度：v=7.9km/s
④运行周期：T≈84.3分钟
分析：
思考：我们能否发射一颗周期为80min的卫星？
3、地球同步卫星
定义：相对地球静止的卫星，又叫通讯卫星。
①轨道平面确定：赤道平面
②运行周期一定：T =24h
③运行角速度一定：与地球自转角速度相同
④运行轨道半径一定：r =4.24×104km
⑤运行轨道高度一定：h =r - R =3.6×104km
⑥运行线速度一定：v = 3.07km/s，方向自西向东
思考：如何求出以上各物理量？
同步卫星示意图：
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。
如图所示，1、2、3是卫星的三个轨道，思考：
1、如何将卫星由1轨道变到3轨道？
2、如何将卫星由3轨道变到1轨道？
3、对于同一点P和Q，当它们在不同轨道上时，其速度和加速度的大小关系如何？
解析：
对于P点，其线速度在轨道3上运行时大于在轨道2上运行时；加速度在轨道2、3上均相同。
对于Q点，其线速度在轨道2上运行时大于在轨道1上运行时；加速度在轨道1、2上均相同。
总结：
1、卫星从低轨到高轨：
先对卫星进行加速，到预定轨道后再减速。
2、卫星从高轨到低轨：
先对卫星进行减速，到预定轨道后再加速。
3、同一个点，在不同轨道上其线速度一般不同，其加速度一定相同。
例1.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是( )
A．根据 ，可知vA
C．周期TA
引力FA>FB>FC
BC
例2.当人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动后，下列叙述正确的是( )
A．卫星运动速度一定小于7.9 km/s
B．卫星运动速度一定等于7.9 km/s
C．卫星内的物体仍受重力作用，并可用
弹簧测力计直接测出所受重力的大小
D．因卫星处于完全失重状态，所以在卫
星轨道处的重力加速度等于零
A