物理：6.5《宇宙航行》课件(新人教版必修2)

1、中国人的飞天梦中国人的飞天梦外国人的外国人的“飞天飞天”梦梦飞天之梦的历史飞天之梦的历史问题问题: : 1. 1.月球也要受到地球引力的作用月球也要受到地球引力的作用, ,为什么月亮为什么月亮不会落到地面上来不会落到地面上来? ?问问题题情情境境 由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转, ,此时月球受此时月球受到的地球引力到的地球引力( (即重力即重力),),用来充当绕地球运转的向心力用来充当绕地球运转的向心力, ,故故月球不会落到地面上来月球不会落到地面上来. . 2.2.若抛出物体的水平初速度足够大若抛出物体的水平初速度足够大, ,物体将会物体将会怎样怎样

2、? ?试大胆猜想。试大胆猜想。 由于地球是一个圆球由于地球是一个圆球, ,当平抛的水平初速度足够大时当平抛的水平初速度足够大时, ,物体飞行的距离也很大物体飞行的距离也很大, , 故物体不能再故物体不能再 落回地面落回地面, ,而成为而成为一颗绕地球运转的卫星一颗绕地球运转的卫星. .ABCOV0D问题问题: :问问题题情情境境 从高山上水平抛出物体，速度越大，落地点离山脚越远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。牛顿人造卫星原理牛顿人造卫星原理图图 思考？思考？ 1. 1. 以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球

3、表面运以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的卫星动的卫星? 推导方法一：推导方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力万有引力提供物体作圆周运动的向心力RGMvRvmRGMm,22,22RvmmgRGMm,2GMgR g=9.8m/s2，R=6400km，代入数据得：代入数据得：skmv/9 . 7推导方法二：推导方法二：地表附近，地表附近，重力近似等于万有引力重力近似等于万有引力gRv 人们把人们把7.9km/s这个速度称作第一宇宙速度这个速度称作第一宇宙速度,又叫环绕速度。又叫环绕速度。 如果发射速度如小于第一宇宙速度如果发射速度如小于第一宇宙速度,卫星将卫星将落到地面落到地面

4、; 如果发射速度等于第一宇宙速度，卫星刚好能贴着地球表面作如果发射速度等于第一宇宙速度，卫星刚好能贴着地球表面作匀速圆周运动。匀速圆周运动。 所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度。所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度。问题问题: : 若卫星的发射速度大于若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？，会怎样呢？第二宇宙速度第二宇宙速度: :物体克服地球引力物体克服地球引力, ,永远脱离地球的速度永远脱离地球的速度. . （脱离速度）（脱离速度）第三宇宙速度第三宇宙速度: :物体挣脱太阳引力物体挣脱太阳引力, ,飞出太阳系的速度飞出太阳系的速度. . ( (逃逸速度逃逸速度

5、) )11.2 km/s V 7.9 km/sV = 16.7 km/sV = 11.2 km/sV = 7.9km/s绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁扁”。 第一宇宙速度第一宇宙速度: :物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度. （环绕速度）（环绕速度）nmarTmrmrvmrMmG)4(22222rvrGMv1,即331,rrGM即332,4rTGMrT即221,rarGMa即（补充）：（补充）：卫星发射速度和卫星运行速度的区别卫星发射速度和卫星运行速度

6、的区别 例题例题: 我国发射的第一颗探月卫星我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号嫦娥一号”的轨道半径是圆形的，且贴近月球表面。已知月球质量约的轨道半径是圆形的，且贴近月球表面。已知月球质量约为地球质量的为地球质量的1/801/80，月球的半径约为地球半径的，月球的半径约为地球半径的1/41/4，地，地球上的第一宇宙速度约为球上的第一宇宙速度约为7.9km/s7.9km/s，求，求“嫦娥一号嫦娥一号”探月探月卫星绕月球运行的速率？卫星绕月球运行的速率？ 1961年，苏联宇航员尤里尤里加加林加加林，完成人类历人类历史上第一次宇宙飞行史上第一次宇宙飞行，人类飞天梦想终于变成现实。1963年，瓦莲蒂娜瓦

7、莲蒂娜捷列什科娃捷列什科娃， 人类第一位进入太空的女性人类第一位进入太空的女性。 1969年7月20日，美国宇航员尼尼尔尔阿姆斯特朗、迈克尔阿姆斯特朗、迈克尔柯林柯林斯、巴兹斯、巴兹奥尔德林奥尔德林(上图从左至右)，成功登月成功登月。 左图为月球上的奥尔德林，头盔中人影为阿姆斯特朗。 19841984年，美国宇航员布鲁年，美国宇航员布鲁斯斯麦坎德利斯离开航天飞机麦坎德利斯离开航天飞机320320英尺，完成英尺，完成人类首次无安全索太空人类首次无安全索太空行走。行走。点击图片即播放点击图片即播放杨利伟在太空展示中国和联合国国旗杨利伟在太空展示中国和联合国国旗我国首位航天员我国首位航天员杨利伟杨利伟20032003年年 “ “神舟神舟”五号五号 中国人中国人“飞天飞天”梦圆梦圆费费俊俊龙龙在在做做身身体体检检查查美味佳肴飘进来美味佳肴飘进来成功返航成功返航奉奉命命出出征征20052005年年 “ “神舟神舟”六号六号 首次首次“多人多天多人多天”空间飞行空间飞行20082008年年 “ “神舟神舟”七号七号 首次太空行走首次太空行走 1. .阅读教材后边阅读教材后边“科学漫步科学漫步