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 目标 宇宙速度 人造地球卫星 载人航天与太空探索 仰望星空 人 类 的 “ 飞 天 ” 梦 想 如今梦已成真 月球上的一小步， 人类科技进步的一大步！ 一、创境激情 初步感知 思考1：在地球若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样? 牛顿的设想 牛顿 (1643—1727) 英国物理学家 速度足够大，不再落回地面，成为地球卫星。 1.第一宇宙速度 二、宇宙速度 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度， 叫做第一宇宙速度。 思考2：地球第一宇宙速度有多大？ 如何计算？ （环绕速度） 则 又因为： 讨论1：如何计算月球的第一宇宙速度？ 三、自主合作 探究规律 换成其它星体呢？如：火星 11.2km/s>v>7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s 7.9km/s 第一宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度 宇宙速度图示 √ × √ × 微判断 1.发射人造地球卫星需要足够大的速度。(　　) 2.绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。(　　) 3.在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s。(　　) 4.要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s。(　　) √ × √ × 例1.若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍，这颗行星的“第一宇宙速度”约为(　) A.2km/s B.4km/s C.16km/s D.32km/s C 假设某航天员在一星球上以速率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，试求该星球的第一宇宙速度。 小试牛刀 1.某火星探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度(　) A.等于7.9 km/s B.大于16.7 km/s C.大于7.9 km/s且小于11.2 km/s D.大于11.2 km/s且小于16.7 km/s 答案:D 2.所有人造卫星的轨道圆心都是地心 1.所有人造卫星均有 F引=F向 人造卫星：是否存在平行于其它纬度面的卫星轨道面？ 地球同步卫星 (1)概念:位于地面上方高度约36 000 km处，周期与地球自转周期相同的卫星叫作地球同步卫星。周期T=24h。 (2)同步卫星的三个“一定” (3)静止卫星。 地球同步卫星中有一种卫星的轨道平面与赤道平面重合，运动方向与地球自转方向相同，相对地面静止。 轨道平面一定：赤道平面 周期与角速度一定：T=24h 轨道半径一定:r=6.6R 线速度大小一定:v=3.08km/s 运转方向一定:自西向东 向心加速度的大小一定: 2.(多选)如图的圆1、2、3，其圆心均在地球自转轴线上，2、3的圆心与地心重合，2所在平面与地球自转轴线垂直，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言(　　) A.卫星的轨道可能为1 B.卫星的轨道可能为2 C.卫星的轨道可能为3 D.静止卫星的轨道一定为与2共面的某一同心圆 答案:BCD 科普知识：人造卫星与月球参数对比 h=3.6××107m r=4.2××107m v=3.08km/s T=24h h=3.8××108m r≈3.8××108m v=1km/s T=27.3天 h≈0 r=6.4××106m v=7.9km/s T=84分钟 同步卫星 近地卫星 月球 人类登月成功 1969年7月16日9时32分，运载阿波罗11号飞船的土星5号火箭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。7月20日下午10时56分，指挥长阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并说出了那句载入史册的名言：“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。” 钱学森（1911-2009） 中国航天之父 钱学森，世界著名科学家，空气动力学家，中国载人航天奠基人，“中国科制之父”和“火箭之王”，由于钱学森回国效力，中国导弹、原子弹的发射向前推进了至少20年。 曾任美国麻省理工学院和加州理工学院教授。1950年钱学森回国受阻，并受美国方面监禁，1955年，在毛泽东主席和周恩来总理的争取下回到中国。 中国航天之父——钱学森 下课啦！ $$