2013高中物理 6.5《宇宙航行》同步课件2 新人教版必修2.ppt

5宇宙航行宇宙航行1知道三个宇宙速度的含知道三个宇宙速度的含义义，会推，会推导导第一宇宙速度第一宇宙速度2理解掌握人造理解掌握人造卫卫星的星的线线速度、角速度、周期与速度、角速度、周期与轨轨道半径的关系道半径的关系3了解人造了解人造卫卫星的相关知星的相关知识识及我国及我国卫卫星星发发射的情况，激射的情况，激发发学生的学生的爱爱国国热热情情一、人造地球卫星一、人造地球卫星牛牛顿顿的的设设想想：如如图图6-5-1所所示示，当当 足足够够大大时时，物物体体将将会会围围绕绕地球旋地球旋转转而不再落回地面，成而不再落回地面，成为为一一颗绕颗绕地球地球转动转动的的 图图6-5-1速度速度人造地球卫星人造地球卫星万有引力万有引力 m2r 二、宇宙速度二、宇宙速度数数值值意意义义第一宇第一宇宙速度宙速度 km/s卫卫星在地球表面附近星在地球表面附近绕绕地球地球做做 的速度的速度第二宇第二宇宙速度宙速度 km/s使使卫卫星星挣挣脱脱 引力束引力束缚缚的最小的最小地面地面发发射速度射速度第三宇第三宇宙速度宙速度 km/s使使卫卫星星挣挣脱脱 引力束引力束缚缚的的 地面地面发发射速度射速度7.911.216.7匀速圆周运动匀速圆周运动地球地球太阳太阳最小最小温馨提示温馨提示第一宇宙速度第一宇宙速度7.9km/s，是发射人造卫星的最小速度，是发射人造卫星的最小速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度三、梦想成真三、梦想成真1957年年10月月 成功成功发发射了第一射了第一颗颗人造人造卫卫星；星；1969年年7月美国月美国“阿波阿波罗罗11号号”登上登上 ；2003年年10月月15日我国航天日我国航天员员 踏入太空；踏入太空；2007年年10月月24日我国日我国“嫦娥一号嫦娥一号”发发射升空；射升空；2008年年9月月27日日“神舟七号神舟七号”宇航宇航员员翟志翟志刚顺刚顺利完成出利完成出舱舱活活动动任任务务2010年年10月月1日日18时时59分分57秒秒“嫦娥二号嫦娥二号”卫卫星在西昌星在西昌卫卫星星发发射射中心中心发发射成功射成功2011年年11月月3日和日和14日，日，“神舟八号神舟八号”飞飞船与船与“天天宫宫一号一号”目目标飞标飞行器两次成功行器两次成功对对接接苏联苏联月球月球杨利伟杨利伟一、对三种宇宙速度的理解一、对三种宇宙速度的理解第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度环绕速度)指指人人造造卫卫星星近近地地环环绕绕速速度度，它它是是人人造造卫卫星星在在地地面面附附近近绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动所所具具有有的的速速度度，是是人人造造地地球球卫卫星星的的最最小小发发射射速速度度，v7.9 km/s.第二宇宙速度第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)在在地地面面上上发发射射物物体体，使使之之能能够够脱脱离离地地球球的的引引力力作作用用，成成为为绕绕太太阳阳运运动动的的人人造造行行星星或或绕绕其其他他行行星星运运动动的的人人造造卫卫星星所所必必需需的的最最小小发发射速度，其大小射速度，其大小为为v11.2 km/s.第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)在在地地面面上上发发射射物物体体，使使之之最最后后能能脱脱离离太太阳阳的的引引力力范范围围，飞飞到到太太阳阳系系以以外外的的宇宇宙宙空空间间所所必必需需的的最最小小速速度度，其其大大小小为为v16.7 km/s.特特别别提提醒醒(1)第第一一宇宇宙宙速速度度是是人人造造卫卫星星的的最最大大环环绕绕速速度度，也也是是最最小小发射速度发射速度(2)三三个个宇宇宙宙速速度度分分别别为为三三种种不不同同情情况况下下在在地地面面附附近近的的最最小小发发射射速速度度地球同步卫星地球同步卫星(1)概念概念相相对对于于地地面面静静止止且且与与地地球球自自转转具具有有相相同同周周期期的的卫卫星星叫叫着着地地球球同同步步卫卫星，又叫通信星，又叫通信卫卫星星(2)特点特点同步同步卫卫星的运行方向与地球自星的运行方向与地球自转转方向一致方向一致同步同步卫卫星的运星的运转转周期与地球自周期与地球自转转周期相同，周期相同，T24 h.同步同步卫卫星的运行角速度等于地球自星的运行角速度等于地球自转转的角速度的角速度同同步步卫卫星星的的轨轨道道平平面面均均在在赤赤道道平平面面上上，即即所所有有的的同同步步卫卫星星都都在赤道的正上方在赤道的正上方【典典例例1】探探测测器器绕绕月月球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动，变变轨轨后后在在周周期期较较小小的的轨轨道上仍做匀速道上仍做匀速圆圆周运周运动动，则变轨则变轨后与后与变轨变轨前相比前相比()A轨轨道半径道半径变变小小 B向心加速度向心加速度变变小小C线线速度速度变变小小 D角速度角速度变变小小卫星运动规律卫星运动规律 借题发挥借题发挥在讨论卫星做圆周运动的在讨论卫星做圆周运动的v、T、an和和r关系时，只关系时，只要一个量发生变化，其他的量也一定发生变化分析思路是：要一个量发生变化，其他的量也一定发生变化分析思路是：v变变化化离离(近近)心运动心运动r变化变化F引引变化变化Fn变化变化v、T、an变化变化【变式变式1】人人造造卫卫星星在在太太空空绕绕地地球球运运行行的的过过程程中中，若若天天线线偶偶然然折折断断，天天线线将将()A继续继续和和卫卫星一起沿星一起沿轨轨道运道运动动B做平抛运做平抛运动动，落向地球，落向地球C由于由于惯惯性，沿性，沿轨轨道切道切线线方向做匀速直方向做匀速直线线运运动动，远远离地球离地球D做自由落体运做自由落体运动动，落向地球，落向地球解解析析折折断断的的天天线线同同卫卫星星的的速速度度相相同同，即即它它不不会会做做离离心心或或近近心心运动，仍沿原轨道运动，运动，仍沿原轨道运动，A对对答案答案A【典典例例2】如如图图6-5-2所所示示，发发射射地地球球同同步步卫卫星星时时，先先将将卫卫星星发发射射至至近近地地圆圆轨轨道道1，然然后后经经点点火火，使使其其沿沿椭椭圆圆轨轨道道2运运行行，最最后后再再次次点点火火，将将卫卫星星送送入入同同步步圆圆轨轨道道3.轨轨道道1、2相相切切于于Q点点，轨轨道道2、3相相切切于于P点点，则则当当卫卫星星分分别别在在1、2、3轨轨道道上上正正常常运运行行时时，以以下下说说法正确的是法正确的是()地球同步卫星地球同步卫星 图图6-5-2A卫卫星在星在轨轨道道3上的速率大于在上的速率大于在轨轨道道1上的速率上的速率B卫卫星在星在轨轨道道3上的角速度小于在上的角速度小于在轨轨道道1上的角速度上的角速度C卫卫星星在在轨轨道道1上上经经过过Q点点时时的的加加速速度度大大于于它它在在轨轨道道2上上经经过过Q点点 时时的加速度的加速度D卫卫星星在在轨轨道道2上上经经过过P点点时时的的加加速速度度等等于于它它在在轨轨道道3上上经经过过P点点 时时的加速度的加速度【变式变式2】关关于于我我国国发发射射的的“亚亚洲洲一一号号”地地球球同同步步通通讯讯卫卫星星的的说说法法，正正确确的的是是()A若其若其质质量加倍，量加倍，则轨则轨道半径也要加倍道半径也要加倍B它在北京上空运行，故可用于我国的它在北京上空运行，故可用于我国的电视电视广播广播C它以第一宇宙速度运行它以第一宇宙速度运行D它运行的角速度与地球自它运行的角速度与地球自转转角速度相同角速度相同