【高中物理】宇宙航行课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

中物理第4节宇宙航行第七章万有引力与宇宙航行方法一、假设在天体表面有一个质量为m的物体，忽略天体自转的影响，该物体所受重力的大小就等于天体对它的万有引力的大小。方法二、环绕法找一个星球围绕着天体做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列方程。复习回顾：计算天体质量的两种方法新课引入中国的飞天梦历程嫦娥奔月万户飞天中国航天实际上，早在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿就设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；当抛出速度足够大时，落地点就会远到恰好绕地球一圈。这时，物体就不再落回地面，而是成为一颗围绕着地球运动的人造卫星。一、人造卫星的最初构想思考：以多大的速度抛出这个物体，它才会成为人造卫星而不会落下来？（已知Ｇ=6.67×10-11N•m2/kg2，地球质量M=6×1024kg，地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）

二、第一宇宙速度

什么是第一宇宙速度？第一层含义：从地面发射卫星的最小发射速度第二层含义：卫星在地面附近围绕地球做匀速圆周运动时的环绕速度（第二宇宙速度）（第三宇宙速度）三个宇宙速度最小地面附近匀速圆周运动11.2地球最小16.7太阳最小

【例1】A星球的第一宇宙速度为9km/s，已知B星球的质量是A星球质量的1/81，A星球半径是B星球半径的4倍，则在B星球上发射卫星的最小发射速度约为多少？

√三、卫星的变轨问题123Q在1号轨道上经过Q点时：

要想在Q点进入2号轨道：离心运动

P在2号轨道上经过P点时：

要想在P点进入3号轨道：

=

减速

例2、如图所示，“嫦娥一号”探月卫星被月球捕获后，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则(

)A.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q点的速度B.卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度C.卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等D.卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速AAAA

卫星的发射过程：卫星的回收过程：四、宇宙飞船与空间站对接思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再直接加速追上空间站实现对接呢？对接过程和方法：1、飞船首先在一个比空间站低的圆轨道上运行，当运行到适当位置时，点火加速进入到一个椭圆轨道上。2、当空间站和飞船恰好同时运行到两轨道的切点时,飞船再次点火加速实现对接。空间站飞船例3、在太空中有两飞行器a、b，它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行，a在前b在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想b尽快追上a

并完成对接，b应采取的措施是（）A、沿运动方向喷气B、先沿运动方向喷气，后沿运动反方向喷气C、沿运动反方向喷气D、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气Bab五、卫星的轨道ABCD思考：如图所示，A、B、C、D四条圆轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条？六、卫星的运动规律

√第一宇宙速度1.发射卫星的最小地面发射速度2.卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动时的环绕速度3.卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大环绕速度例4、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）

A.b、c的线速度大小相等，且小于a

的线速度B.b、c的向心加速度大小相等，且大于a

的向心加速度C.c加速可追上同一轨道上的

b，b减速可等候同一轨道上的

cD.a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大AD七、同步卫星周期一定：24h角速度一定：等于地球自转的角速度线速度一定：3.1×103m/s离地高度一定：3.6×104km向心加速度一定：0.23m/s2例5、如图所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星.三颗卫星质量相同.三颗卫星的线速度分别为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，周期分别为Ta、Tb、Tc，向心力分别为Fa、Fb、Fc，则(

)A.ωa＝ωc<ωbB.Fa＝Fc<FbC.va＝vc<vbD.Ta＝Tc>Tb

√

√

×

×

八、双星系统1、定义：宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们在彼此之间的万有引力的作用下以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。2、特点：

两星球的轨道半径之和等于它们之间的距离

向心力大小相等

周期、角速度相同例6、经测量，双星运