《物理》课件 4.3宇宙速度与航天应用

4.3宇宙速度与航天应用

人造卫星规律的探究宇宙速度航天应用应用拓展从嫦娥奔月到万户飞天，从阿波罗11号登月到我国“载人航天工程”“探月工程”的有序开展，人类一直在为“飞天”梦想努力着。

嫦娥奔月

敦煌飞天的壁画新课引入从嫦娥奔月到万户飞天，从阿波罗11号登月到天问一号的火星之旅，人类一直在为“飞天”梦想努力着。

新课引入

嫦娥二号发射新课教学一、人造卫星规律的探究Av交流讨论问题1：假想人站在山顶，平抛出一个物体，速度越大，物体飞的越远，若物体速度非常大可能会有什么情况？新课教学一、人造卫星规律的探究

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；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。梦想成真1969年7月20日，美国“阿波罗”11号飞船的登陆舱降落在月球附近的静海区，首次实现了人类登上月球的理想……

宇航员阿姆斯特朗说出“对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大的飞跃。”小组展示世界各国发射人造卫星的基本情况梦想成真规律探寻探寻人造卫星运行运动学规律

参数卫星在轨高度(H)运行速度(v)运行周期(T)天宫一号382KM7.88KM/s约90分钟东方红一号728.25KM7.55KM/s114分钟

鑫诺六号通信广播卫星35786KM3.1KM/s23小时56分4秒

卫星绕地运转轨道半径越大，速度越小、角速度越小、周期越大新课教学二、宇宙速度这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度（环绕速度）。第一宇宙速度01.算一算：以多大的速度抛出物体，它才会绕地球表面运动，不会掉下来？（忽略太阳对物体的引力。已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/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）新课教学二、宇宙速度物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供的，有：第一宇宙速度01.新课教学二、宇宙速度第一宇宙速度01.

发射卫星的轨道越高，需要克服万有引力的阻碍作用越多，所以发射速度需要增加。1.是航天器成为卫星的最小发射速度2.是卫星的最大环绕速度新课教学二、宇宙速度第二宇宙速度02.理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，又小于11.2km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把

11.2km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。新课教学二、宇宙速度第三宇宙速度03.达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于

16.7km/s，这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。新课教学二、宇宙速度

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/sM发射速度运行速度新课教学三、航天应用人造卫星01.1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星——“卫星1号”被送到了外层空间。这是人类第一次冲破重力的束缚，自由自在地探测宇宙空间。苏联的这一划时代成就当即在西方世界引发了一场“卫星地震”……新课教学三、航天应用人造卫星01.1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。新课教学三、航天应用人造卫星01.我国自主建设、独立运行的卫星导航系统——北斗卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。新课教学三、航天应用人造卫星01.卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：1.赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。3.任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。2.极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。新课教学三、航天应用人造卫星01.我国自主建设、独立运行的卫星导航系统——北斗卫星导航系统，为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。新课教学三、航天应用人造卫星01.地球同步卫星指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球做匀速圆周运动，周期T=24h。所有的地球同步卫星只能分布在赤道正上方，主要用于通信，故也称通信卫星。新课教学三、航天应用载人航天02.1992年9月,我国政府开始实施“载人航天工程”,确定三步走的发展战略:发展载人飞船;突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术;建造载人空间站。“天宫”空间站新课教学三、航天应用深空探测03.新课教学四、太空中的失重自主学习太空失重，尝试设计一种在宇宙飞船上进行微重力失重条件下的实验方案。例题1卫星定位导航系统使人们可以更顺利地到达目的地，我国“北斗三号”导航系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍，则该地球静止轨道卫星（）A．发射速度一定大于11.2km/s B．线速度一定小于7.9km/sC．轨道可能是椭圆 D．可以经过苏州正上空【参考答案】B例题2我国的量子科