(共22张PPT)
横县百合完全中学——韦衍虎
7.4宇宙航行
问题导入
如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。你知道这个速度究竟有多大吗？
v
v增大
此时引力充当向心力，物体环绕地球做匀速圆周运动，永远不会落地。
设地球的质量为m地，物体的质量为m，速度为v它到地心的距离为r。
一、宇宙速度
1.环绕法：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
由此解岀
把数据代入：v=7.9km/s
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？
2.拱桥法：当支持力为0时，重力提供物体作圆周运动的向心力。
mg
FN
当力FN=0时得：
指向圆心的力
背向圆心的力
=向心力
把数据代入：v=7.9km/s
1.第一宇宙速度（环绕）：
物体在地面附近（刚好贴着地球表面）绕地球做匀速圆周运动的速度。
思考：想到达更高的轨道飞行，怎么办呢？
更高的轨道
v1=7.9km/s
低轨道
刚好贴着地球表面
高轨道
太空
A
B
好比竖直上抛一个物体到四五楼，上到B点比上到A点需要的初速度大，更高的就更大。
①7.9km/s为卫星的最小发射速度。
比他小就会落回地面
v
②7.9km/s是卫星的最大环绕速度。
远地点乙
近地点甲
v甲>v乙
低轨道
刚好贴着地球表面
高轨道
③高轨低速长周期
由以上公式可知：随着卫星运行轨道半径的增大，其线速度、角速度和向心加速度逐渐减小，周期逐渐增大。
如果速度继续增大,物体将会怎样?
v增大
理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s,又小于11.2km/s,它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
2、第二宇宙速度：（脱离速度）
3、第三宇宙速度：（逃逸速度）
v1=7.9km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。
使卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。
v
0
7.9km/s
11.2km/s
16.7km/s
不能进入轨道
绕地球
绕太阳
飞到太阳系外
11.2km/s>v>7.9km/s
11.2km/s
16.7km/s
7.9km/s
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
二、人造地球卫星
我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”
钱学森
中国航天之父
自首颗人造地球卫星发射后，人类已经发射数千颗人造地球卫星，目前在轨有效运行的卫星有上千颗，其中通信、导航、气象等卫星已极大地改变了人类的生活。
同步卫星
①轨道一定在赤道上空
②w、T与地球自转相同
T=24h=86400s
③w、T、r、v、a都是确定的
h
r=42400km
r=R+h
h=36000km
R=6400km
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称为第一个进入太空的人类。
1969年阿波罗登月，阿姆斯特朗说了那名言：“对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言,却是巨大飞E跃。”
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。飞船绕地球
飞行14圈后安全降落。
2020年12月7日嫦娥带着月球“土特产”成功返回地球
可上九天揽月
毛主席语录
地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月球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……未来的探索之路还很长。
STSE
航天事业改变着人类生活
20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空这一全新活动领域。人类冲破了大气层的阻拦，摆脱了地球引力的束缚，实现了在太空翱翔的梦想。不仅如此，更具现实意义的是它给人们带来了先进技术和无尽资源，成为推动社会发展的强大动力。
科学漫步
黑洞
有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把其中的物质紧紧地压在一起，密度极大，每立方厘米的质量可达数吨。它们的质量非常大，半径又非常小，其逃逸速度非常大。如果宇宙中真的存在这种天体，即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们也根本看不到它。这种天体称为黑洞。
课堂小结
一、宇宙速度
1.环绕法：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
2.拱桥法：当支持力为0时，重力提供物体作圆周运动的向心力。
mg
FN
当力FN=0时得：
第一宇宙速度（环绕）：
①7.9km/s为卫星的最小发射速度。
指向圆心的力—背向圆心的力
=向心力
②7.9km/s是卫星的最大环绕速度。
③高轨低速长周期.
2、第二宇宙速度（脱离）:v2=11.2km/s
3、第三宇宙速度（逃逸）:v3=16.7km/s
二、人造地球卫星
同步卫星的特点
①轨道一定在赤道上空，轨道半径r=42400km
②w、T与地球自转相同，T=24h=86400s，
③w、T、r、v、a都是确定的
