第六章第5节 宇宙航行 -2020-2021学年高中物理必修2【导学教程】同步辅导（人教版）课件PPT

第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 第5节　宇宙航行 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 [学习目标] 1．会推导第一宇宙速度，知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 2．认识同步卫星的特点。 3．了解我国卫星发射的情况以及人类对太空的探索历程。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 1．牛顿的设想 如图6－5－1所示，当物体的_________足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面，成为一颗绕地球转动的________________。 一、人造地球卫星与宇宙速度 初速度 人造地球卫星 课前预习·落实基础 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 图6－5－1 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 匀速圆周 万有引力 2．原理 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做_________运动，向心力由地球对它的____________提供，即Geq \f(Mm,r2)＝_______，则卫星在轨道上运行的线速度v＝ eq \r(\f(GM,r))。 meq \f(v2,r) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 3．宇宙速度 7.9 匀速圆周运动 11.2 16.7 地球 太阳 最小 数值 意义 第一宇宙速度 ____ km/s 卫星在地球表面附近绕地球做________________的速度 第二宇宙速度 ____ km/s 使卫星挣脱______引力束缚的最小地面发射速度 第三宇宙速度 ____ km/s 使卫星挣脱_____引力束缚的____地面发射速度 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 1957年10月_______成功发射了第一颗人造卫星； 1969年7月美国“阿波罗11号”登上_______； 2003年10月15日我国航天员_________踏入太空。 2013年6月11日，我国的“神舟十号”飞船发射成功。 2013年12月2日，我国的“嫦娥三号”登____探测器发射升空。 二、梦想成真 苏联 月球 杨利伟 月 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 (1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s。( √ ) (2)在地面上发射火星探测器的速度应为11.2 km/s＜v＜16.7 km/s。( √ ) ►自主思考——判一判 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 (3)要发射离开太阳系进入银河系的探测器，所需发射速度至少为16.7 km/s。( √ ) (4)要发射一颗月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s。( × ) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 1．第一宇宙速度(环绕速度)：是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，也是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s。 考点一　对三个宇宙速度的理解 课堂互动·考点突破 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 2．第二宇宙速度(脱离速度)：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s。 3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力作用，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为16.7 km/s。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 4．第一宇宙速度的推导：设地球的质量为M＝5.98×1024 kg，近地卫星的轨道半径等于地球半径R＝6.4×106 m，重力加速度g＝9.8 m/s2。 方法一：万有引力提供向心力 由Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(v2,R)得v＝eq \r(\f(GM,R))＝7.9 km/s。 方法二：重力提供向心力 由mg＝meq \f(v2,R)得v＝eq \r(gR)＝7.9 km/s。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 ［例1］某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t后，物体以速率v落回手中。已知该星球的半径为R。求该星球上的第一宇宙速度。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 [自主解答]　根据匀变速运动的规律可得，该星球表面的重力加速度为g＝eq \f(2v,t)，该星球的第一宇宙速度，即为卫星在其表面附近绕它做匀速圆周运动的线速度，该星球对卫星的引力(重力)提供做圆周运动的向心力，则mg＝meq \f(v12,R)，该星球表面的第一宇宙速度为v1＝eq \r(gR)＝ eq \r(\f(2