高中物理 6.5 宇宙航行課件 新人教版必修2.ppt

6 5宇宙航行 嫦娥奔月 敦煌飛天的美麗壁畫 2020年2月3日星期一 外國人的 飛天 夢 2020年2月3日星期一 1957年10月4日 前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星 我國在1970年4月20日發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星 2003年10月15日 神州五號載人宇宙飛船發(fā)射升空 2020年2月3日星期一 一 人造衛(wèi)星的發(fā)射原理 牛頓設(shè)想 拋出速度很大時(shí) 物體就不會落回地面 設(shè)地球質(zhì)量為m 半徑為r 人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行 質(zhì)量為m 軌道半徑為r 那么 在該軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度v如何推算 衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn) 它運(yùn)行的速度越小 2020年2月3日星期一 這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的最低發(fā)射速度 叫做第一宇宙速度 近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢 2020年2月3日星期一 二 宇宙速度 1 第一宇宙速度 環(huán)繞速度 v1 7 9km s 地球 11 2km s v 7 9km s 2 第二宇宙速度 脫離速度 v2 11 2km s v3 16 7km s 3 第三宇宙速度 逃逸速度 人造行星 人造恒星 人造衛(wèi)星 概念辨析發(fā)射速度和運(yùn)行速度 1 發(fā)射速度 是指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時(shí)的速度 2 運(yùn)行速度 是指衛(wèi)星進(jìn)入軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度 r v 宇宙速度均指發(fā)射速度 第一宇宙速度是在地面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度 也是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大速度 2020年2月3日星期一 三 人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 人造衛(wèi)星的軌道 2020年2月3日星期一 練習(xí) 求近地衛(wèi)星的周期 2020年2月3日星期一 四 人造衛(wèi)星的超重和失重 1 發(fā)射和回收階段 發(fā)射 加速上升 超重 回收 減速下降 超重 2 沿圓軌道正常運(yùn)行 只受重力 a g 完全失重 與重力有關(guān)的現(xiàn)象全部消失 天平 彈簧秤測重力 液體壓強(qiáng)計(jì) 2020年2月3日星期一 五 地球同步衛(wèi)星 1 所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星 它在軌道上跟著地球自轉(zhuǎn) 同步地做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 它的周期 t 24h 2 所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個(gè)確定軌道上 即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合 衛(wèi)星離地面高度為定值 2020年2月3日星期一 練習(xí) 求同步衛(wèi)星離地面高度 地球同步衛(wèi)星能否位于北京正上方某一確定高度h 2020年2月3日星期一 地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn) 1 所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一個(gè)確定軌道上 即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合 衛(wèi)星離地面高度為定值 2 對同步衛(wèi)星 其r h v t g 均為確定值 赤道軌道 極地軌道 傾斜軌道 同步軌道 自轉(zhuǎn)軸 人造衛(wèi)星的軌道 2020年2月3日星期一 2020年2月3日星期一 2020年2月3日星期一 2020年2月3日星期一 2020年2月3日星期一 為了衛(wèi)星之間不互相干擾 大約3 左右才能放置1顆 這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆 可見 空間位置也是一種資源 凡是人造衛(wèi)星的問題都可從下列關(guān)系去列運(yùn)動(dòng)方程 即 重力 萬有引力萬有引力 向心力 求解重力加速度 已知地球質(zhì)量為m 地球半徑為r 萬有引力恒量為g 如果不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響 用以上各量表示 地球表面的重力加速度是多少 你能不能求出距地面高度為h處的重力加速度是多少嗎 例1 設(shè)地球的質(zhì)量不變 而地球半徑增加為原來的2倍 那么從地球發(fā)射的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的 a 倍b 倍c 倍d 2倍 b 例2 關(guān)于宇宙速度 下列說法正確的是 a 第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星飛行的最小發(fā)射速度b 第一宇宙速度使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度c 第二宇宙速度使衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的最大速度d 第三宇宙速度時(shí)發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度 a 例3 關(guān)于地球同步衛(wèi)星 下列說法正確的是 a 它的運(yùn)行速度小于7 9km sb 它的運(yùn)行速度大于7 9km sc 它的周期是24h 且軌道平面于赤道平面重d 每一個(gè)地球同步衛(wèi)星離開地面的高度是一樣的 acd 如圖所示 a b c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星 下列說法正確的是 a b c的線速度大小相等 且大于a的線速度 b b c的向心加速度大小相等 且大于a的向心加速度 c c加速可追上同一軌道上的b b減速可等候同一軌道上的c d a衛(wèi)星由于某原因 軌道半徑緩慢減小 其線速度將增大 例題分析 d 小結(jié) 一 宇宙速度1 第一宇宙速度 環(huán)繞