宇宙航行的資料

宇宙航行的資料第1頁/共35頁嫦娥奔月敦煌的飛天壁畫第2頁/共35頁外國人的“飛天”夢如何應(yīng)用萬有引力定律的知識實(shí)現(xiàn)人類的飛天夢想呢？第3頁/共35頁1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識。2.知道三個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度。（重點(diǎn)）3.通過實(shí)例，了解人類對太空的探索歷程。第4頁/共35頁思考：拋出的石頭會落地，為什么衛(wèi)星、月亮沒有落下來？衛(wèi)星、月亮沒有落下來必須具備什么條件？牛頓的人造衛(wèi)星原理圖第5頁/共35頁探究問題一：以多大的速度拋出一個物體，它才會繞地球表面運(yùn)動不會落下來？(已知Ｇ=6.67×10-11N·m2/kg2,地球質(zhì)量M=5.89×1024kg,地球半徑R=6400km)法一：萬有引力提供物體作圓周運(yùn)動的向心力（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2）法二：重力提供物體作圓周運(yùn)動的向心力第6頁/共35頁一、宇宙速度1.第一宇宙速度（v=7.9km/s）：物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度。第7頁/共35頁探究問題二：第一宇宙速度的含義高軌道衛(wèi)星與近地衛(wèi)星相比哪個運(yùn)行速度大？為什么?例1.發(fā)射一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星,如果它的軌道半徑是地球半徑的4倍,它的軌道速度是第一宇宙速度的多少倍？結(jié)論：由可知，衛(wèi)星環(huán)繞半徑r越大，衛(wèi)星環(huán)繞的的線速度越小。第8頁/共35頁

一、向高軌道發(fā)射衛(wèi)星與發(fā)射近地衛(wèi)星相比哪個難度大？

二、哪個需要的發(fā)射速度大？為什么？第9頁/共35頁結(jié)論一：第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動的最大運(yùn)行速度。結(jié)論二：衛(wèi)星的軌道越高，發(fā)射越困難第10頁/共35頁2.第二宇宙速度（大?。簐=11.2km/s）：當(dāng)物體的速度大于或等于11.2km/s時，它就會克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開地球。3.第三宇宙速度（大?。簐=16.7km/s）：如果物體的速度大于或等于16.7km/s，物體就能擺脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外。第11頁/共35頁練習(xí)1.A星球的第一宇宙速度為9km/s，已知B星球的質(zhì)量是A星球質(zhì)量的1/81，A星球半徑是B星球半徑的4倍，則在B星球上發(fā)射“近地衛(wèi)星”的環(huán)繞速度約為多少？解:由由得第12頁/共35頁例2.關(guān)于第一宇宙速度，下列的說法中正確的是()A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B.它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運(yùn)行速度C.它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時近地點(diǎn)的速度BC第13頁/共35頁探究問題三：衛(wèi)星的環(huán)繞半徑r與v、ω、T、an的關(guān)系？與衛(wèi)星的質(zhì)量m有關(guān)嗎？第14頁/共35頁地球思考：對于繞地球運(yùn)動的人造衛(wèi)星：（1）離地面越高，向心力越_____。（2）離地面越高，線速度越_____。（3）離地面越高，周期越_____。（4）離地面越高，角速度越____。小大小小第15頁/共35頁

2.人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道所有衛(wèi)星都在以地心為圓心的圓（或橢圓）軌道上(為什么？）運(yùn)行

三類人造地球衛(wèi)星軌道：①赤道軌道：衛(wèi)星軌道在赤道平面，衛(wèi)星始終處于赤道上方②極地軌道：衛(wèi)星軌道平面與赤道平面垂直，衛(wèi)星通過兩極上空③一般軌道：衛(wèi)星軌道和赤道成一定角度。第16頁/共35頁探究問題四、地球同步衛(wèi)星（通訊衛(wèi)星）地球同步衛(wèi)星：相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星，又叫通訊衛(wèi)星。第17頁/共35頁三顆同步衛(wèi)星作為通訊衛(wèi)星，則可覆蓋全球。第18頁/共35頁h練習(xí)2.求同步衛(wèi)星離地面的高度地球同步衛(wèi)星能否位于廈門正上方某一確定高度h處？第19頁/共35頁

同步衛(wèi)星的特點(diǎn)①同步衛(wèi)星與地面相對靜止，與地球自轉(zhuǎn)同步，周期為24h。②同步衛(wèi)星運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)的方向相同。③同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上方固定高度上，且其周期、角速度、線速度、向心加速度均為定值。第20頁/共35頁第21頁/共35頁例3.同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星（

）A.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心距離可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地心距離是一定的

C.它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的

D第22頁/共35頁1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球。當(dāng)時，上億人通過電視注視著走出登月艙的阿姆斯特朗，他在月球上邁出了一小步，卻是人類邁出的一大步。4.世界航天第23頁/共35頁2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機(jī)在重返地面的過程中突然發(fā)生解體燃燒，航天飛機(jī)上的七名宇航員，包括六名美國人及一名以色列人全部遇難。無數(shù)探索者用自己的汗水和生命鋪設(shè)了人類通往宇宙的道路。第24頁/共35頁這次成功發(fā)射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢想，標(biāo)志著中國成為世界上第三個能夠獨(dú)立開展載人航天活動的國家，為進(jìn)一步的空間科學(xué)研究奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。1992年，中國載人航天工程正式啟動。2003年10月15日9時，我國“神舟”五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國第一位航天員楊利偉送入太空．第25頁/共35頁2007年10月24日嫦娥一號月球探測器發(fā)射成功。2008年9月25日神舟七號翟志剛、劉伯明、景海鵬。第26頁/共35頁神舟八號神舟九號愛因斯坦曾說過：“一個人最完美和最強(qiáng)烈的情感來自面對不解之謎”。你想加入破解它的行列嗎？神舟十號第27頁/共35頁一、宇宙速度

1.第一宇宙速度v1=7.9km/s

推導(dǎo)式：

2.第二宇宙速度（脫離速度）v2=11.2km/s

第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s二、同步衛(wèi)星

1.周期T=24h2.衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合=7.9km/s=7.9km/s第28頁/共35頁1.兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2,軌道半徑之比R1∶R2=3∶1，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是()A.周期之比T1∶T2=3∶1

B.線速度之比v1∶v2=3∶1C.向心力之比F1∶F2=1∶9

D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9D第29頁/共35頁2.(2012·山東高考）2011年11月3日，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會對接。任務(wù)完成后“天宮一號”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神舟九號”交會對接。變軌前和變軌完成后“天宮一號”的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，對應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小分別為、。則等于（）

A．B．C．D．B第30頁/共35頁3.如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A.b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度B.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度C.c加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的cD.a衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大D第31頁/共35頁4.(2014·福建高考)若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的(

)A.倍B.倍C.倍D.倍C第32頁/共35頁5.根據(jù)