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

7.4 宇宙航行 1 牛顿的大炮 小窗口播放 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考：以多大的速度将物体抛出，它将绕地球运动，成为人造地球卫星？ 建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动 解析：设地球和人造地球卫星的质量分别为M和m, 卫星到地心的距离为r,卫星的速度为v，卫星运动所需的向心力由万有引力提供。 /s 在地面附近，重力提供物体做圆周运动的向心力 思考与讨论 有人说，第一宇宙速度也可以用 （g为地球表面重力加速度，R为地球半径)算出，你认为正确吗？ 宇宙速度 1.第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动） 2.第二宇宙速度：当物体的速度11.2 km/s >v> 7.9 km/s绕地球运动的轨迹不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。当物体的速度大于或等于11.2km/s 时，卫星就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行。我们把这个速度叫作第二宇宙速度。 一、宇宙速度 3.第三宇宙速度：如果物体的速度大于或等于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。 发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。 发射速度 r v 概念辨析：发射速度和运行速度 运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。 运行速度 r v 结论: 11.2 km/s>v(发射) ≥7.9 km/s >v(运行) 第一宇宙速度是最小的发射速度，也是最大的环绕速度 11 小窗口播放 1.人造地球卫星的轨道 二、人造地球卫星 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 极地卫星 (轨道面与赤道面垂直) 赤道卫星（如地球同步卫星卫星) 人造地球卫星的轨道: 一般轨道卫星 v、ω、T 与r为一一对应关系，且越高越慢。 2.卫星运行速度、角速度、周期与半径的关系： 人造地球卫星运行的规律 地球 “高轨低速长周期” 小窗口播放 地球同步卫星 3.地球同步卫星 （1）定义：地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h （2）特点： ①定点在赤道上空 ②周期与地球自转周期相同 ③距离地面的高度高度一定（约距地面36000km） ④线速度大小一定（约为3.1km/s） h 练习：求同步卫星离地面高度 解：设卫星离地面的高度为h 由 解得 为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。 小窗口播放 三、载人航天与太空探索 视频 人类航天 我国的航天发展史 小窗口播放 爱因斯坦曾说过：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜”。你想加入破解它的行列吗？ 一、宇宙速度 第一宇宙速度 v1=7.9 km/s 推导式： 第二宇宙速度（脱离速度） v2=11.2 km/s 第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7 km/s 二、同步卫星 1.周期T =24 h 2.卫星轨道平面与地球赤道平面重合 课堂小结 FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com FormatFactory : www.pcfreetime.com $