高中物理-宇宙航行教学课件设计

6.5宇宙航行物理组嫦娥奔月飞天万户人类航天始祖美国火箭学家赫伯特·基姆在1945年出版的《火箭和喷气发动机》一书中提到，“约当14世纪之末，有一位名叫“万户”的中国官员，他在一把座椅的背后，装上47枚当时能买到的最大火箭。他把自己捆绑在椅子的前边，两只手各拿一个大风筝。然后叫他的仆人同时点燃47枚大火箭，其目的是想借火箭向前推进的力量，加上风筝上升的力量飞向前方。他的目标是月亮……”。英国、德国和前苏联的一些火箭专家，在他们的著作中也提到或引用了这件事。可见，万户被世界公认为人类的航天始祖。为了纪念这位“人类第一个试图利用火箭飞行的人”，国际天文联合会将月球上的一座环形山命名为“万户山”。6.5宇宙航行牛顿算一算：若要使物体不落回地球表面，那我们至少以多大的速度将它发射出去？牛顿的手稿时至今日数千颗人造卫星和宇宙飞船，正在按照万有引力定律为它们“设定”的轨道在宇宙中飞行着，以至于阿波罗宇宙飞船从月球返航的途中，当地面控制中心问及“现在是谁在驾驶飞船”时，指令长回答道：“我想现在是牛顿在驾驶。”

例：设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为r，求卫星运动的线速度v=?由F引=F向有：若轨道半径r近似等于地球半径R整理得：1、第一宇宙速度(环绕速度)：

一、宇宙速度：（1）推导：（2）数值：v=7.9km/sr=R——近地卫星（3）意义最小的发射速度最大的运行速度2、第二宇宙速度(逃逸速度)：3、第三宇宙速度(脱离速度)：发射速度二、人造地球卫星（satellite）：1957年苏联发射的第一颗卫星1970年中国东方红一号思考：卫星运动的快慢与什么因素有关呢？

随半径r增大，卫星运行变慢赤道卫星极地卫星其他卫星人造卫星的应用资源卫星技术实验卫星科学探测卫星通信卫星快速侦测卫星三、地球同步卫星(Earthsynchronous

satellite)

3颗同步卫星可实现全球覆盖1.同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。2.为了同步卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。四、梦想成真加加林东方一号模型1961年4月12日人类探索太空的过程

1984年，美国宇航员布鲁斯·麦坎德利斯离开航天飞机320英尺，完成人类首次无安全索太空行走。

2001年，第一位太空游客美国人蒂托(中)，进入国际空间站，开始太空观光。

1969年7月20日，美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、迈克尔·柯林斯、巴兹·奥尔德林(上图从左至右)，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。1963年，瓦莲蒂娜·捷列什科娃，人类第一位进入太空的女性。四、梦想成真登月阿姆斯特朗奥尔德林月球第一步1969年7月20日四、梦想成真神舟五号杨利伟2003年10月15日2005年10月12日神舟六号费俊龙聂海胜2008年9月25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏评说：

尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕……宇宙留给人们的思考和疑问向深邃而广阔。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？有没有地外文明？如果有它们在哪里？

爱因斯坦曾经说：“一个最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜”

同学们：期待你们加入破解它的行列！课堂小结一、宇宙速度知识点：三个宇宙速度的意义？区分发射速度与运行速度二、人造地球卫星知识点：卫星的线速度、角速度、周期随半径的变化规律？三、地球同步卫星知识点：周期？轨道半径？高度？速度？轨道平面？随堂练习1、人造地球卫星的轨道半径越大，则（

）

A、速度越小，周期越小

B、速度越小，周期越大

C、速度越大，周期越小

D、速度越大，周期越大B2、同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（）A、它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的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，但离地心的距离是一定的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D3、关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是（）A、在发射过程中向上加速时产生超