人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行(32张PPT)

(共32张PPT)
第六章
第五节
古人的飞天梦
牛顿的设想：
要成为一颗人造地球卫星,这个速度至少应该有多大呢？
人造地球卫星最小发射速度计算方法:
方法一：由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根据牛顿第二定律得
这也是近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度,叫做第一宇宙速度。
[课本P30第3题]
方法二：卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得
第一宇宙速度计算方法:
练习：求近地卫星的周期
我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢？
同步卫星
近地卫星
月球
近地卫星、同步卫星、月球三者比较
v1=7.9km/s
既是最小发射速度,又是最大环绕速度
地球
T=85min是环绕最小时间
人造地球卫星的最小发射速度，
1.第一宇宙速度
(环绕速度)
V1
=
7.9km/s
也是卫星绕地球最大运行速度。
地球
人造卫星的发射速度与环绕速度区别:
发射高轨道卫星比发射低轨道卫星困难。原因是发射高轨道卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功,需要更多能量.
2.环绕速度：是指卫星已经发射成功,
进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度.
1.发射速度:
是指将卫星送入轨道前,在地面上所必须获得的速度.
例３．若取地球的第一宇宙速度为８
km/s
，某行星的质量是地球质量的６倍，半径是地球的1.5倍，则这颗行星的第一宇宙速度为多少？
练习:
1.有关人造地球卫星的说法中正确的是：
（
）
A．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度
B．第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星运行速度
C．第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D、它是卫星的椭圆轨道上运行时近地点的速度
BC
练习:
2、
设地球半径为R，第一宇宙速度为v，若在地球上以2v的速度发射一卫星，则此卫星将
A．在离地球表面2R的轨道上运行
B．在离地球表面
R
的轨道上运行
C．将脱离地球绕太阳运行
D．将脱离太阳成为一颗恒星
C
练习:
关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是
A．第一宇宙速度又叫环绕速度
B．第一宇宙速度又叫脱离速度
C．第一宇宙速度跟地球的质量无关
D．第一宇宙速度跟地球的半径无关
（09年广东理科基础）
A
练习:
3、我国发射“嫦娥1号”探月卫星，设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量为地球的1/81，月球的半径约为地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速度约为多大？
1.8km/s
练习:
1.谁为人类迈向太空提供科学思想
19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基
（喷气推进的多级火箭）
2.世界上第一颗人造地球卫星何时何地发射成功
1957年10月4日苏联
3.世界上第一艘载人飞船何时何地发射成功
1961年4月12日
苏联
加加林
东方一号载人飞船
4.人类何时登上月球
1969年7月16日9时32分，美国
阿波罗11号升空，19日进入月球轨道，20日下午4时17分着陆，10时56分阿姆斯特朗踏上月面
梦
想
成
真
于1903年发表了《利用喷气工具研究宇宙空间》一文和以他的名字命名的公式，奠定了火箭和液体发动机的理论基础,还证明了脱离地球引力必须使用多级火箭。
齐奥尔科夫斯基
1957年10月4日，苏联发射世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”
1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号航天器，绕地球飞行108分钟后，胜利地完成人类历史上第一次宇宙飞行的任务，使人类遨游太空的梦想终于变成现实。
尤里·加加林
1969年7月20日，美国宇航员巴兹·奥尔德林（如图）和尼尔·阿姆斯特朗（头盔中影像）乘“阿波罗”11号飞船首次登上月球。
尼尔·阿姆斯特朗
对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大的飞跃.
“挑战者”号七名遇难宇航员
1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机升空1分钟后突然爆炸，
7名字航员丧生.
“挑战者”
号爆炸瞬间
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,人类探索宇宙的脚步永远不会停止!
中
国
航
天
东方红一号卫星
★里程碑之一【青铜时代】
1970年4月24日21时31分，在甘肃酒泉中国发射了第一颗人造卫星，由此开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。
中
国
航
天
★里程碑之二【白银时代】：
1987年8月，中国返回式卫星为法国搭载试验装置。这是中国打入世界航天市场的首次尝试。
1990年4月7日，中国自行研制的“长征”三号运载火箭在西昌卫星发射中心，把美国制造的亚洲1号通信卫星送入预定的轨道，首次为国外用户发射卫星取得圆满成功。
1992年10月6日，发射瑞典科学卫星，以“一箭双星”的形式将瑞典“弗利亚”卫星送入预定轨道，圆满履行了中国发射外星的第一个合同。
“长征二号”
捆绑式运载火箭
中
国
航
天
2003年10月15日9时，神州5号宇宙飞船在酒泉卫星中心成功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行14圈，10月16日6时23分降落在内蒙古主着陆场
中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家
1992年载人航天工程正式启动
★里程碑之三【黄金时代】：
中
国
航
天
★里程碑之三【黄金时代】：
2005年10月12日9时,神州六号在酒泉卫星发射中心成功发射，费俊龙和聂海胜两名中国航天员被送入太空，飞行5天，在2005年10月17日凌晨4时33分成功返回。
费俊龙/聂海胜
中
国
航
天
★里程碑之三【黄金时代】：
神舟七号载人航天飞船于2008年9月25日21点10分04秒从中国酒泉卫星发射中心用长征二号F火箭发射升空。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。共计飞行2天20小时27分钟。
翟志刚出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助（刘伯明的头部手部部分出舱），实现了中国宇航员第一次的太空漫步，令中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。
中
国
航
天
★里程碑之四【探月时代】：
2007年10月24日18时05分，我国首颗探月卫星嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射。11月7日进入200公里的环月工作轨道。2008年10月，在完成预定在轨一年的各项探测任务，2009年3月1日16时13分，成功撞月。嫦娥一号是中国自主研制并发射的首个月球探测器。主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。嫦娥一号发射成功，使中国成为世界第五个发射月球探测器的国家地区。
中国公布嫦娥一号拍摄
月球背面“万户坑”影像
中国的太空探测计划将以前所未有的速度，按部就班地往前推进：2007年“嫦娥奔月”，2008年“神七”飞船升空，2009年中俄开展火星联合探测，2012年实施“夸父计划”……
一、第一宇宙速度的推导过程
二、宇宙速度：
1.第一宇宙速度
V1=7.9km/s
(环绕速度)
此速度是卫星的最小发射速度,也是卫
星运行的最大环绕速度
2.
第二宇宙速度
V2=11.2km/s
(脱离速度)
3.
第三宇宙速度
V3=16.7km/s
(逃逸速度)
三、梦想成真
中国探索太空的成就
小
结
1963年6月16日驾驶宇宙飞船“东方6号”升空，作围绕地球48圈的飞行，成为人类第一位进入太空的女性，并为此荣获苏联英雄称号。
人类遨游太空回顾
人类遨游太空回顾
布鲁斯·麦坎德利斯
1984年6月7日，美国航天飞机“挑战者”号宇航员布鲁斯·麦坎德利斯使用载人机动装置，离开航天飞机320英尺，完成了人类首次无安全索太空行走
蒂托
2001年4月30日，第一位太空游客、美国人蒂托（中）快乐地进入国际空间站，开始了他为期一周的太空观光生活。太空旅游的开辟使得普通人也能够像宇航员一样畅游星际之间。
人类遨游太空回顾
如图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是
A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B.在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关
C.卫星受月球的引力与它到
月球中心距离的平方成反比
D.在绕月轨道上，卫星受地
球的引力大于受月球的引力
(
08年高考广东卷物理
)
C
[第二教材P42第11题]
例4.
某人在一星球上以速率
v
竖直上抛一物体，经时间
t
物体以速率
v
落回手中。已知该星球的半径为
R
，求这星球上的第一宇宙速度。