2023学年完整公开课版宇宙航行

宇宙航行嫦娥奔月

敦煌飞天的壁画外国人的

“飞天”梦14世纪万户飞天世界上第一个想利用火箭飞行的人中国人的飞天梦300多年前，牛顿提出设想地面上的物体，怎样才能离开地球问题：？法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法二：在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2

,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km＝6.4×106m)实际的卫星发射过程简化的卫星发射过程一、宇宙速度

1、第一宇宙速度v1=7.9km/s说明：（１）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转；

（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．

（3）如果卫星发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行．２、第二宇宙速度v2=11.2km/s

当物体的发射速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球引力，永远离开地球。3、第三宇宙速度

如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了．v3=16.7km/s向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大？哪个需要的发射速度大？为什么？高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？注意：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度发射速度指被发射物体离开地面时的速度V1=7.9km/s（第一宇宙速度）最小发射速度最大运行速度人造卫星的r大,需要的v发射大；而v运行却小思考：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，向心力越（2）离地面越高，线速度越（3）离地面越高，周期越（4）离地面越高，角速度越（5）离地面越高，向心加速度越小大小小小练习：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗？宇宙速度小结1、第一宇宙速度：

V1=7.9km/s地球2、第二宇宙速度V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第三宇宙速度→人造行星→人造恒星人造卫星地球二、人造卫星1.轨道中心:地心2.________提供向心力万有引力3.R越大，T____，V_____，ω____，an_____越大越小越小越小三、地球同步卫星1.周期T=_______24h2.轨道平面___________赤道平面4.R、v、ω、T、an

_______________3.h=_________36000km“全部固定”（如何求？）计算同步卫星高度万有引力提供向心力同步通讯卫星轨道半径：h+R=4.2×107m=四万两千公里三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。

为了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。h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星同步卫星月球三者比较人类航天始祖----万户人类航天的始祖是我国明朝的万户。在14世纪的我国明朝早期，一位名叫“万户”的官员，在一把椅子的背后装上47支火箭。当然，那是当时能买到的最大的火箭。他自己坐在椅子上，并用绳子绑紧。两手则各拿一个大风筝。然后他要仆人将47支火箭同时点燃，想借用火箭的力量把他推向空中。这是美国人罗伯特·吉姆在1945年出版的《火箭与喷射》一书中的叙述。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，万户是世界上公认的“第一个尝试利用火箭进行飞行的人”。为表彰他的功绩，国际天文联合会将月球上的一座环形山命名为“万户”。四、梦想成真人类遨游太空回顾

尤里·加加林

1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号航天器，绕地球飞行108分钟后，胜利地完成人类历史上第一次宇宙飞行的任务，使人类遨游太空的梦想终于变成现实。

梦想成真：谁为人类迈向太空提供科学思想19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气推进的多级火箭）第一颗人造地球卫星何时何地发射成功1957年10月4日苏联第一艘载人飞船何时何地发射成功1961年4月12日苏联加加林东方一号载人飞船人类何时登上月球1969年7月16日9时32分，美国阿波罗11号升空，19日进入月球轨道，20日下午4时17分着陆，10时56分阿姆斯特朗踏上月面对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大飞跃人类遨游太空回顾蒂托2001年4月30日，第一位太空游客、美国人蒂托（中）快乐地进入国际空间站，开始了他为期一周的太空观光生活。太空旅游的开辟使得普通人也能够像宇航员一样畅游星际之间。中国航天事业1992年载人航天工程正式启动2003年10月15日9时，神州5号宇宙飞船在酒泉卫星中心成功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行14圈，10月16日6时23分降落在内蒙古主着陆场中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家神舟六号发射升空费俊龙聂海胜神舟七号出舱神七英雄

一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之迷！

让我们为祖国的强盛而骄傲！F1F2F3赤道平面北南东西地球同步卫星描述卫星运动的量？线速度、角速度、周期与半径的关系？(1)由

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