高中物理必修二第六章第五节宇宙航行公开课教学市公开课一等奖省优质课赛课一等奖课件

宇宙航行物理必修二第六章第五节第1页教学目标

教学重点、难点（1）第一宇宙速度推导

（2）人造卫星运行速度与卫星发射速度区分（1）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度（2）卫星运动规律（3）卫星稳定运动条件（4）同时卫星第2页第3页V一：三种宇宙速度1、试验第4页2、牛顿构想英国科学家牛顿(1643-1727)

在1687年出版《自然哲学数学原理》中，牛顿构想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。

第5页方法一：已知地球质量为M=5.89*1024kg,卫星质量为m它到地心距离为r、地球半径为R=6.37*106m,引力常量为G=6.67*10-11N*m2/kg2。解：因为卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力,依据牛顿第二定律得3、计算这个速度有多大？第6页方法二：已知重力加速度为g=9.8m/s2地球半径为R=6.37*106m因为卫星在地球附近围绕时，卫星做圆周运动向心力可看作由重力提供依据牛顿第二定律得第7页PV=7.9Km/s7.9Km/s<V<11.2Km/sV>11.2Km/S

若卫星发射速度大7.9km/s会怎呢？4、探究第8页3、第三宇宙速度（脱离速度）：v=16.7千米/秒（卫星摆脱太阳引力束缚飞到太阳系以外星系最小发射速度）2、第二宇宙速度（逃逸速度）：v=11.2千米/秒（卫星摆脱地球束缚变成绕太阳运行最小发射速度）1、第一宇宙速度（围绕速度）：v=7.9千米/秒（地球卫星最小发射速度）三种宇宙速度第9页1、推导

卫星绕地球运行线速度v、周期T、角速度ω、向心加速度a与卫星轨道半径r关系.（已知：地球质量M,卫星质量为m卫星距地心距离为r,引力常量G）二：卫星运动规律第10页周期越大、线速度越小、角速度越小、向心加速度越小2：结论（1）卫星轨道半径越大是最小发射速度是最大运行速度是近地卫星线速度（2）速度V=7.9km/s第11页卫星稳定运行条件

探究第12页三：卫星稳定运行条件极地轨道普通轨道赤道轨道条件是全部卫星都在以地心为圆心圆轨道上立体赤道平面第13页四：地球同时卫星所谓地球同时卫星，是相对于地面静止和与地球自转周期相同卫星，同时卫星必须位于赤道平面内，且到地面高度一定。rvωTa“全部固定”T=1天=86400秒h=36000KmV=3.07Km/s第14页2、已知地球第一宇宙速度为v,地球表面处重力加速度为g,金星半径是地球a倍，质量为地球b倍.那么（1）金星表面自由落体加速度是多大？（2）金星第一宇宙速度是多大？1、据某报报道，某国发射了一颗线速度为9Km/s人造地球卫星，请你用学过知识判断这则新闻真伪。当堂小测第15页1、三种宇宙速度2、卫星运动规律3、卫星稳定运行条件4、同时卫星小结第16页1958年4月

开始兴建中国第一个运载火箭发射场。

1958年5月17日

毛泽东主席在中共八大二次会议上指出：“我们也要搞人造卫星。”

1960年2月19日

中国自行设计制造试验型液体燃料探空火箭首次发射成功。九月，探空火箭发射成功。

1960年11月5日

中国仿制苏联“P—2”导弹首次发射试验取得成功。

1962年3月21日

中国独立研制第一枚中近程导弹发射试验失败。一九六三年一月，中国科学院成立星际航行委员会，由竺可桢、裴丽生、钱学森、赵九章等领导，研究制订星际航行久远规划。

1964年4月29日

国防科委向中央汇报，构想在一九七○年或一九七一年发射中国第一颗人造卫星

中国航天史大事记美梦成真第17页1964年6月29日

中国自行研制中近程导弹再次发射试验，取得成功。

1964年7月19日

成功地发射了第一枚生物火箭。

1965年

中央专门委员会同意第七机械工业部制订一九六五至一九七二年运载火箭发展规划。

中央专委责成中国科学院负责拟订卫星系列发展规划。

1965年10月

中国科学院受国防科学技术委员会委托，召开第一颗人造卫星方案论证会。

1966年6月30日

周恩来总理视察酒泉运载火箭发射基地，观看中近程火箭发射试验，祝贺发射成功。

1966年10月27日

导弹核武器发射试验成功。弹头准确命中目标，实现核爆炸第18页1966年11月

“长征一号”运载火箭和“东方红一号”人造卫星开始研制。

1966年12月26日

中国研制中程导弹首次飞行试验基本成功。

1967年

“和平二号”固体燃料气象火箭试射成功。

1968年2月20日

空间技术研究院成立。

1970年1月30日

中远程导弹飞行试验首次成功。

1970年4月24日21点35分

“东方红一号”人造卫星发射成功。这是中国发射第一颗人造卫星。毛泽东主席等领导人于“五一”节在天安门城楼接见了卫星和运载火箭研制人员代表。

1971年3月3日

中国发射了科学试验卫星“实践一号”。卫星在预定轨道上工作了八年。

1971年9月10日

东风五号洲际导弹首次飞行试验基本成功。

1975年11月26日

中国发射了一颗返回式人造卫星。卫星按预定计划于二十九日返回地面。第19页1979年1月7日

远程导弹试验一个新发射方式，取得成功。

1980年5月18日

中国向太平洋预定海域成功地发射了远程运载火箭。中共中央、国务院、中央军委发电致贺。六月十日，在北京人民大会堂举行庆贺大会，邓小平、胡耀邦、李先念、陈云、彭真、徐向前等领导人出席，胡耀邦作主要讲话。

1981年9月20日

中国用一枚风暴一号运载火箭发射了三颗科学试验卫星。

1982年10月12日

潜艇水下发射导弹取得成功，回收舱准确地溅落在预定海域。中共中央军委发电致贺。

1984年4月8日

中国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功。十六日，卫星成功地定点于东经一百二十五度赤道上空。中共中央、国务院、中央军委发电致贺。三十日，在北京人民大会堂举行庆贺大会。

1986年2月1日

中国发射一颗实用通信广播卫星。二十日，卫星定点成功。这标志着中国已全方面掌握运载火箭技术，卫星通信由试验阶段进入实用阶段。

第20页1988年9月7日

中国发射一颗试验性气象卫星“风云一号”。这是中国自行研制和发射第一颗极地轨道气象卫星。

1988年12月25日

中国科学院海南探空火箭发射场成功地发射了一枚“织女一号”火箭，至此，中国低纬度区第一次火箭探空试验圆满结束。这次为期两周试验共发射了四枚火箭。

1990年4月7日21点30分

中国自行研制“长征三号”运载火箭在西昌卫星发射中心，把美国制造亚洲1号通信卫星送入预定轨道，首次取得了为国外用户发射卫星圆满成功。

1990年7月16日9点40分

中国新研制大推力运载火箭——长征二号捆绑式运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功，将模拟卫星送入了预定轨道。这枚火箭是由中国新建大型航天发射设施发射升空，同时还为巴基斯坦搭载发射了一颗小型科学试验卫星。第21页1991年1月22日下午18点23分

中国第一枚一百二十公里高空低纬度探空火箭——“织女三号”在中国科学院海南探空发射场发射试验成功。一九九四年二月二十二日，中国第一座海事卫星地面站经过验收。它建成填补了中国高科技一项空白。

1998年5月2日

中国自行研制生产“长二丙”改进型运载火箭在太原卫星发射中心发射成功。1999年11月20日，中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号飞船在酒泉起飞，这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实基础。

，“神舟五号”搭载首位中国宇航员杨利伟前往太空；

年，“神舟七号”搭载三名宇航员进入太空，翟志刚完成首次出舱行走第22页神舟一号1999年11月20日第一次测试飞行，成功实现天地往返。神舟二号01月09日第一艘正样无人飞船。飞行试验主要目标是对工程各系统从发射到运行、返回、留轨全过程进行考评，检验各技术方案正确性与匹配性，取得与载人飞行相关科学数据和试验数据。

神舟三号年03月25日飞行试验主要目标是考评火箭逃逸功效、控制系统冗余、飞船应抢救生、自主应急返回、人工控制等功效，这次任务载有模拟宇航员。

第23页神舟四号12月29日无人状态下全方面考评一次飞行试验，主要目标是确保宇航员绝对安全，深入完善和考评火箭、飞船、测控系统可靠性。

神舟五号年10月15日首次载人飞行，承载宇航员是杨利伟，成功围绕地球十四圈。

神舟六号2010月12日首次进行多人多天航天飞行，承载宇航员是费俊龙和聂海胜。

神舟七号2009月25日首次承载三名宇航员进入太空，承载宇航员是翟志刚、刘伯明和景海鹏，成功进行出舱活动（又称太空行走）。

第24页神舟八号11月01日由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。11月3日凌晨，与组合天宫一号成功实施首次交会对接任务，成为中国空间试验室一部分。神舟九号年6月16日下午首次载人交会对接任务3名航天员进入太空，景海鹏、刘旺和刘洋（中国首位女航天员）。6