第4节 宇宙航行（课件）-2023-2024学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

设计者：LWH 第4节 宇宙航行 第7章 QQ:419561425 SZ-LWH 1 2 认识经典力学的局限性和适用范围，了解相对论、量子力学和经典力学的关系 1 知道三个宇宙速度的含义及其大小，学会用两种方法推导第一宇宙速度 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 目 录 CONTENTS 三个宇宙速度 01 人造地球卫星 02 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 3 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。 你知道这个最大速度是多少吗？ SZ-LWH 情境导入 Sz-lwh Qq:419561425 01 三个宇宙速度 SZ-LWH 5 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 SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 物体抛出的速度要多大，才能成为人造卫星？ 导学探究 (1)当抛出速度较小时，物体做什么运动？当物体刚好不落回地面时，物体做什么运动？当抛出速度非常大时，物体还能落回地球吗？ 当抛出速度较小时，物体做平抛运动.当物体刚好不落回地面时，物体做匀速圆周运动.当抛出速度非常大时，物体不能落回地球. SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 物体抛出的速度要多大，才能成为人造卫星？ 导学探究 (2)已知地球的质量为m地，地球半径为R ，引力常量为G，当物体刚好不落回地面时，其速度大小为多少？ 根据引力等于向心力 得 SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 物体抛出的速度要多大，才能成为人造卫星？ 导学探究 (3)已知地球半径R＝6 400 km，地球表面的重力加速度g＝10 m/s2，则物体紧贴地球表面做圆周运动的速度多大？ 物体紧贴地球表面做圆周运动 得=8km/s R SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 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） 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 SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 V1=7.9km/s 地球 11.2km/s>v>7.9km/s V2=11.2km/s V3=16.7km/s 人造地球卫星 1.第一宇宙速度 2.第二宇宙速度　　 3.第三宇宙速度 (最小的发射速度) SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 思考与讨论 以下太空探索实践中需要的发射速度是多少？ “嫦娥”奔月　　　 天问探火 无人外太阳系空间探测器 “嫦娥”奔月中卫星的发射速度应该大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度。 “天问一号”的发射速度应该大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度。 无人外太阳系空间探测器的发射速度应该大于第三宇宙速度。 SZ-LWH 一、三个宇宙速度 Sz-lwh Qq:419561425 1.(多选)下列关于三个宇宙速度的说法中正确的是 A.第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星 绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1、小于v2 B.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度 C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太 阳运行的人造行星的最小发射速度 D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 √ √ SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 精练●提能 2.已知月球质量与地球质量之比约为1∶80，月球半径与地球半径之比约为1∶4，则月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比为 √ SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 精练●提能 02 人造地球卫星 SZ-LWH 15 导学探究 在地球的周围，有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动。请思考： (1)这些卫星运动所需的向心力都是由什么力提供的？这些卫星的轨道平面有什么特点？ 　卫星