7.4宇宙航行 课件（20张PPT）
文档属性
| 名称 | 7.4宇宙航行 课件（20张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 22.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-25 08:39:44 | ||
图片预览
文档简介
7.4宇宙航行
1、会推导第一宇宙速度
2、知道同步卫星与其他卫星区别
3、发射速度与环绕速度的区别
4、了解宇宙航行发展史
教学目标
自古以来人们对宇宙就充满了向往，从嫦娥奔月到近代天问一号的问世，无一不体现着中国航天科技的进步。
思考：怎样才能把物体发射上天空，且不落回地面？
牛顿的设想
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。你知道这个速度多大么？
一、宇宙速度
原理：万有引力提供向心力
设地球质量为M,物体的质量为m，速度为v，它到地心的距离为r.
GM????????2=m????2????
?
V=????????????
?
已知地球质量为5.98x1024kg，近地卫星在100-200km的高度飞行，远小于地球半径，可近似用地球半径R代替卫星到地心的距离。
V=GMR=6.67×10?11×5.98×10246.40×106=7.9km/s
?
第一宇宙速度(环绕速度）
思考与讨论：有人说，第一宇宙速度也可用v=????????(式中g为重力加速度，R为地球半径）算出，你认为正确么？
?
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供。
mg=m????2???? v=????????=7.9km/s（发射速度）
?
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。
V=11.2km/s叫做第二宇宙速度
7.9km/sV=16.7km/s叫做第三宇宙速度
11.2km/sV》16.7km/s,脱离太阳离开太阳系
梳理知识点
第一宇宙速度
环绕速度：v1=7.9km/s
意义：
卫星发射的最小速度，也是卫星绕地的速度
7.9km/s第三宇宙速度
逃逸速度：v3=16.7km/s
意义：
物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度
V》16.7km/s,脱离太阳离开太阳系
第二宇宙速度
脱离速度：v2=11.2km/s
意义：
物体挣脱地球引力的最小发射速度
11.2km/s二、人造地球卫星
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。
1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。
被誉为“中国航天之父”
人造卫星
1.运行轨道
(1)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点,其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
(2)卫星绕地球沿圆轨道运行时,做匀速圆周运动
2.人造卫星的两个速度:
(1)发射速度:指将人造卫星送人预定轨道运行所必须具有的速度,卫星离地面越高，需要的发射速度越大。
(2)绕行速度:指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。
卫星分类
近地卫星
同步卫星
3.地球同步卫星
（1）相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，即T=24h。
地球同步卫星必须位于赤道上方据地面高h处，并且h是一定的同步卫星也叫通信卫星。
（2）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，且T= 24h。3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。4.要与地球同步,卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，说又由于向心力是万有引力提供的,万有引力必须在轨道平面上,所以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。5.同步卫星的高度固定不变。6.所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度心、角速度w及向心加速度a的大小均相同。
h =3.6x107m
思考：与近地轨道相比，外层轨道上的卫星的线速度比7.9km/s是大还是小？
V=????????????
?
物理参量
高轨低速大周期
人造卫星的超重与失重
人造卫星在发射升空时，有一段加速，
人造卫星在返回时，有一段加速，
a向上
超重
人造卫星在沿圆轨道运行时,由于万有引力提供向心力,所以处于完全失重状态,在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生。因此,在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能使用，同理,与重力有关的实验也将无法进行
阿姆斯特朗的脚印
三、载人航天和太空探索
习题小练
1、如图所示，有关地球人造卫星轨道的正确说法有 （ ）
A、a、b、c均可能是卫星轨道
B、卫星轨道只可能是a
C、a、b均可能是卫星轨道
D、b可能是地球同步卫星的轨道
2、 2013年6月11日,神舟十号飞船在酒泉卫星发射中心发射
升空，航天员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进人圆
形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( ）
A.等于7.9 km/s
B.介于7.9 km/s和11.2 km/s之间
C.小于7.9 km/s
D.介于7.9 km/s和16.7 km/s之间
C
C
感谢聆听
THANKS
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1、会推导第一宇宙速度
2、知道同步卫星与其他卫星区别
3、发射速度与环绕速度的区别
4、了解宇宙航行发展史
教学目标
自古以来人们对宇宙就充满了向往，从嫦娥奔月到近代天问一号的问世，无一不体现着中国航天科技的进步。
思考：怎样才能把物体发射上天空，且不落回地面？
牛顿的设想
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。你知道这个速度多大么？
一、宇宙速度
原理：万有引力提供向心力
设地球质量为M,物体的质量为m，速度为v，它到地心的距离为r.
GM????????2=m????2????
?
V=????????????
?
已知地球质量为5.98x1024kg，近地卫星在100-200km的高度飞行，远小于地球半径，可近似用地球半径R代替卫星到地心的距离。
V=GMR=6.67×10?11×5.98×10246.40×106=7.9km/s
?
第一宇宙速度(环绕速度）
思考与讨论：有人说，第一宇宙速度也可用v=????????(式中g为重力加速度，R为地球半径）算出，你认为正确么？
?
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供。
mg=m????2???? v=????????=7.9km/s（发射速度）
?
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。
V=11.2km/s叫做第二宇宙速度
7.9km/s
11.2km/s
梳理知识点
第一宇宙速度
环绕速度：v1=7.9km/s
意义：
卫星发射的最小速度，也是卫星绕地的速度
7.9km/s
逃逸速度：v3=16.7km/s
意义：
物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度
V》16.7km/s,脱离太阳离开太阳系
第二宇宙速度
脱离速度：v2=11.2km/s
意义：
物体挣脱地球引力的最小发射速度
11.2km/s
1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。
1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。
被誉为“中国航天之父”
人造卫星
1.运行轨道
(1)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点,其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
(2)卫星绕地球沿圆轨道运行时,做匀速圆周运动
2.人造卫星的两个速度:
(1)发射速度:指将人造卫星送人预定轨道运行所必须具有的速度,卫星离地面越高，需要的发射速度越大。
(2)绕行速度:指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。
卫星分类
近地卫星
同步卫星
3.地球同步卫星
（1）相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，即T=24h。
地球同步卫星必须位于赤道上方据地面高h处，并且h是一定的同步卫星也叫通信卫星。
（2）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，且T= 24h。3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。4.要与地球同步,卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，说又由于向心力是万有引力提供的,万有引力必须在轨道平面上,所以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。5.同步卫星的高度固定不变。6.所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度心、角速度w及向心加速度a的大小均相同。
h =3.6x107m
思考：与近地轨道相比，外层轨道上的卫星的线速度比7.9km/s是大还是小？
V=????????????
?
物理参量
高轨低速大周期
人造卫星的超重与失重
人造卫星在发射升空时，有一段加速，
人造卫星在返回时，有一段加速，
a向上
超重
人造卫星在沿圆轨道运行时,由于万有引力提供向心力,所以处于完全失重状态,在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生。因此,在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能使用，同理,与重力有关的实验也将无法进行
阿姆斯特朗的脚印
三、载人航天和太空探索
习题小练
1、如图所示，有关地球人造卫星轨道的正确说法有 （ ）
A、a、b、c均可能是卫星轨道
B、卫星轨道只可能是a
C、a、b均可能是卫星轨道
D、b可能是地球同步卫星的轨道
2、 2013年6月11日,神舟十号飞船在酒泉卫星发射中心发射
升空，航天员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进人圆
形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( ）
A.等于7.9 km/s
B.介于7.9 km/s和11.2 km/s之间
C.小于7.9 km/s
D.介于7.9 km/s和16.7 km/s之间
C
C
感谢聆听
THANKS
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