7.4 宇宙航行 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

7.4 宇宙航行 01 物理人教版高中必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行 宇宙速度 目录/Contents 新课导入—牛顿的设想 01 人造地球卫星 科学漫步—载人航天与太空探索 02 03 04 提出问题 归纳总结 新课引入 新课讲解 科学漫步 牛顿的设想 从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远，速度如果足够大，物体就不会再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。 问题1、你知道这个最大速度是多少吗？ 新课导入 提出问题 新课讲解 科学漫步 归纳总结 科学漫步 一、宇宙速度 推导方法: ①近地卫星 R r m M 近地卫星在100到200千米的高度飞行，与地球半径6400千米相比，完全可以说是在地面附近飞行，可以用地球半径R而代表卫星到地心的距离r. 提出问题 新课讲解 新课引入 归纳总结 科学漫步 推导方法 mg v 一、宇宙速度 G Mm r 2 =m v 2 r v= GM r 建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动 基本思路：卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供。 v=7.9km/s 问题2、有人说速度也可以V=√gR(其中g为重力加速度，R为地球半径)你认为正确吗? 提出问题 新课讲解 新课引入 归纳总结 科学漫步 1.第一宇宙速度 物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度 （最小发射速度） 一、宇宙速度 2.第二宇宙速度 （脱离速度） 当物体 时，物体就会克服地球的引力，永远的离 开地球，所以 为第二宇宙速度。 3.第三宇宙速度 （逃逸速度） 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 ，这个速度叫做第三宇宙速度 提出问题 新课讲解 新课引入 归纳总结 科学漫步 典例1 发射一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,如果它的轨道半径是地球半径的4倍,它的轨道速度是第一宇宙速度的多少倍？ 解:由万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力得 设第一宇宙速度为v1,卫星的轨道速度为v2 它的轨道速度是第一宇宙速度的0.5倍 提出问题 新课讲解 新课引入 归纳总结 科学漫步 人造地球卫星 1.人造地球卫星的运行轨道 所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上运行。 A、B、C，卫星靠万有引力提供向心力，而万有引力指向地心，故轨道圆心一定与地心重合。 问题3、如图所示，A、B、C、D四条轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条? 问题4、对于绕地球运动的人造卫星,其向心加速度、线速度、角速度、周期随轨道半径的变化规律？ 提出问题 新课讲解 新课引入 二、人造地球卫星 归纳总结 科学漫步 结论： 高轨、低速、长周期 2.人造地球卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期 提出问题 新课讲解 新课引入 二、人造地球卫星 归纳总结 科学漫步 3.地球同步卫星（通讯卫星） 地球同步卫星：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。 同步卫星的特点 ①同步卫星与地面相对静止，与地球自转同步，周期为24h。 ②同步卫星运行方向与地球自转的方向相同。 ③同步卫星只能运行于赤道上方固定高度上，且其周期、角速度、线速度、向心加速度均为定值。 提出问题 新课讲解 新课引入 二、人造地球卫星 归纳总结 科学漫步 h 求同步卫星离地面的高度？ 典例2 问题5、地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h处？ 提出问题 新课讲解 新课引入 归纳总结 科学漫步 同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（    ） A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心距离可按需要选择不同的值 B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心距离是一定的    C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值 D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 典例3 天宫空间站绕地球轨道半径 约为地球半径的，地球同步卫星轨道半径为地球半径的6.6倍，下列说法正确的是（　　） A．天宫空间站做圆周运动的角速度小于地球自转的角速度 B．天宫空间站在轨道上运行的速度大于第一宇宙速度 C．宇航员在天宫空间站受地球的万有引力为零 D．天宫空间站在轨道上的运行周期小于 典例4 D D 提出问题 新课讲解 新课引入 归纳总结 科学漫步 1946.4.12 载人航天与太空探索 1969.7.16 2003.10.15 2013.6 2021.4.29 。。。。。。 苏联东方一号载人飞船 美国阿波罗11号登月 中国神舟五号将第一位航天员杨利伟送入太空 神舟飞船与天空一号、二号完成对接 天和核心舱发射成功中国空间站开始建造 提出问题 归纳总结 新课引入 科学漫步 新课讲解 一、宇宙速度 1.