7.4 宇宙航行 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第4节 宇宙航行 1 一. 宇宙速度 1. 第一宇宙速度 2. 第二宇宙速度 3. 第三宇宙速度 4. 梦想成真 二. 人造地球卫星 1. 人造地球卫星的发射过程 2. 人造地球卫星的轨道 3. 人造地球卫星的基本参数规律 4. 三种地球卫星 目录 宇宙三速度分别是什么意思，说一些人类发射的卫星，一些光辉事迹等，也是对历史的一个了解。 2 想一想 牛顿猜想：抛出速度很大时，物体就不会落回地面，这个速度有多大？ 前面咱们学习过平抛运动，也就是说在地面上抛出一个物体，水平初速度越大，抛出的水平距离也就越远。如果水平速度足够大的话，物体呢就不会落回地面。 牛顿猜想，抛出速度很大时，物体就不会落回地面，这个速度有多大呢？ 3 一. 宇宙速度 第一宇宙速度 1.推导 简单认为卫星在地球表面附近（R=r）绕地球做匀速圆周运动： 方法一：飞行器运动所需的向心力是由地球对它的万有引力提供，即 方法二：黄金代换法 m v r 近地卫星在100-200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在“地面附近”飞行，可以用地球半径代表卫星到地心的距离。 5 第一宇宙速度 2.数值 已知地球质量或重力加速度g，算出v＝______，这就是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 7.9km/s 6 第一宇宙速度 3.物理意义 （1）第一宇宙速度是使人造卫星能绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度； （2）第一宇宙速度也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大运行速度（ ）；也就是紧贴地面的运行速度。 4.别称：环绕速度。 “第一宇宙速度也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大运行速度” ，先在这里讲到，后面讲卫星的各种参数再详细讲。 最小发射速度？发射一颗卫星，发射的离地球越远越容易还是越近越容易呢？克服重力势能。 最大运行速度？轨道半径越大，运行速度就越小。动能转化为了重力势能。 7 第二宇宙速度 地面附近发射飞行器，发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s ，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。 当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会脱离开地球；我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度。 椭圆，速度大，做离心运动。 8 第二宇宙速度 1.大小：v2＝11.2 km/s 2.物理意义： 卫星逃离地球引力的束缚，成为绕太阳运动 的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度。 3.别称：逃逸速度 发射的天问一号，探测火星的， 9 第三宇宙速度 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力；在地面附近发射一个物体，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s ，这个速度叫做第三宇宙速度。 美国发射的旅行者 10 第三宇宙速度 1.大小：v3＝16.7 km/s 2.物理意义： 卫星脱离太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度。 3.别称：脱离速度 11 三个宇宙速度 12 注意 1. 第一宇宙速度是最大环绕速度，也是最小发射速度。 2. 当在地面上以7.9 km/s<v<11.2 km/s的速度发射卫星时，该 卫星的轨道是椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上。 3. 三个宇宙速度分别为在三种不同情况下在地面附近的最小 发射速度。 梦想成真 年月日，世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功；卫星质量，每绕地球飞行一圈。 宇宙三速度咱们都知道了，能不能发射一颗人造卫星成为地球卫星呢？ 14 梦想成真 年月日，苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船；火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。 15 梦想成真 年月日时分，阿波罗号飞船在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。 登月第一人——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”。 前面说了，苏联发射了人类第一颗人造卫星，你搞太空竞赛，美国很紧张，那怎么办呢？美国做了更牛逼的事情，就是登月。 别人在学习，你不学习，你能超的别人吗？ 16 梦想成真 年，中国载人航天工程正式启动；年月日时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。 17 梦想成真 “嫦娥五号”任务回顾 2020年12月17日，经过20多天，嫦娥五号探测器在一次任务中，连续实现我国航天史上首次月面采样、月面起飞、月球轨