《宇宙航行》PPT課件

.,1,.,2,知識(shí)回顧,兩條基本思路,1、萬(wàn)有引力等于重力,2、萬(wàn)有引力提供向心力,.,3,中國(guó)人的飛天夢(mèng),外國(guó)人的“飛天”夢(mèng),.,4,一、宇宙速度,平拋運(yùn)動(dòng)演示,讓物體做平拋運(yùn)動(dòng)初速度逐漸增大,問(wèn)題情境,思考討論一:地面上的物體，怎樣才能成為人造衛(wèi)星呢？,.,6,通過(guò)觀看動(dòng)畫(huà)回答下列問(wèn)題：1、平拋物體水平初速度逐漸增大，物體的落地點(diǎn)怎樣變化？2、若拋出物體的水平初速度足夠大,物體將會(huì)怎樣?試大膽猜想。,越來(lái)越遠(yuǎn),物體不再落回地面,思考？,它將繞地球運(yùn)動(dòng)成為地球的一顆衛(wèi)星,一.宇宙速度牛頓的猜想,牛頓的手稿,想一想:物體初速度達(dá)到多大時(shí)就可以成為一顆人造衛(wèi)星呢?,.,8,方法一：由于衛(wèi)星在地球表面附近環(huán)繞，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可看作由重力提供。,問(wèn)題一：設(shè)地球的質(zhì)量為M，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛行器的質(zhì)量為m，飛行器的速度為v，他到地心的距離為地球半徑R。求飛行速度v。（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）,.,9,方法二：萬(wàn)有引力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,.,10,1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度,說(shuō)明：（）如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地面而不能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)；,（）等于這個(gè)速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；,.,11,討論：在地面附近發(fā)射飛行器時(shí)如果發(fā)射速度大于7.9Km/S，或者更大時(shí)會(huì)對(duì)飛行器的運(yùn)行軌道有何影響？,如果速度繼續(xù)增加，達(dá)到或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆人造行星。,如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，地心就成為橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)。,.,12,第二宇宙速度:物體克服地球引力,永遠(yuǎn)脫離地球的速度.,第三宇宙速度:物體掙脫太陽(yáng)引力,飛出太陽(yáng)系的速度.（逃逸速度）,繞地球運(yùn)動(dòng)的軌跡就不再是圓，而是橢圓，發(fā)射速度越大，橢圓軌道越“扁”。,第一宇宙速度:物體在地表附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度.（不同天體有各自的第一宇宙速度。如果衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落回地面。）,閱讀教材并回答：三種宇宙速度（發(fā)射速度）,.,13,二、人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,.,14,探究二：將各種衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)都近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，你能推出衛(wèi)星環(huán)繞速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系嗎？,1,2,3,4,.,15,r越大（高），v越小,r越大，越小,r越大，T越大,r越大，an越小,思考：第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度還是最小速度？,r最小，是最大環(huán)繞速度。,.,16,向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時(shí),需要的初速度大，因?yàn)樾l(wèi)星離開(kāi)地面向上運(yùn)動(dòng)速度會(huì)減小,所以發(fā)射的軌道越高發(fā)射時(shí)的初速度就越大,思考討論三:將衛(wèi)星送入低軌道和高軌道所需的速度哪一個(gè)更大？哪一個(gè)更容易？為什么？,注意：宇宙速度均指發(fā)射速度，衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于發(fā)射速度。,.,17,思考：第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最大速度還是最小速度？,r最小，是最小發(fā)射速度。,歸納：第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，也是最大環(huán)繞速度。,.,18,如圖所示，A、B、C、D四條軌道中不能作為衛(wèi)星軌道的是哪一條？,思考：人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道,人造地球衛(wèi)星,答案：D,.,19,軌道中心,地心,_提供向心力,萬(wàn)有引力,.,20,所有衛(wèi)星都在以地心為圓心的圓或橢圓軌道上三類人造地球衛(wèi)星軌道：赤道軌道，衛(wèi)星軌道在赤道平面，衛(wèi)星始終處于赤道上方極地軌道，衛(wèi)星軌道平面與赤道平面垂直，衛(wèi)星通過(guò)兩極上空一般軌道，衛(wèi)星軌道和赤道成一定角度。,人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行軌道,.,21,.,22,地球同步衛(wèi)星,問(wèn)題：你能否形象的描述它的軌道？,軌道與赤道重合,衛(wèi)星位于赤道的正上方的某一高度,.,23,如何發(fā)射同步衛(wèi)星？,.,24,同步衛(wèi)星：相對(duì)于地面靜止，公轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星。,1特點(diǎn)：,定周期：T=24h=86400s,定點(diǎn)：相對(duì)于地面靜止。,定軌道：同步衛(wèi)星軌道必須在赤道上空,定高度：由,定速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，其軌道半徑即確定，因此線速度、角速度大小均不變,定加速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，其軌道半徑即確定，因此向心加速度大小也不變,.,25,2、兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m1m2=12,軌道半徑之比R1R2=31，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是()A、周期之比T1T2=31B、線速度之比v1v2=31C、向心力之比F1F2=19D、向心加速度之比a1a2=19,例題分析,1、人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則()A、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小C、加速度越小,周期越大D、角速度越小,加速度越大,BC,D,.,26,1999年5月10日，我國(guó)成功地發(fā)射了“一箭雙星”，將“風(fēng)云1號(hào)”氣象衛(wèi)星和“實(shí)驗(yàn)5號(hào)”科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星送入離地面870km的軌道，已知地球半徑為6400km，這兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度約為（）A、11.2kmsB、7.9kmsC、7.4kmsD、2.1kms,C,例題分析,.,27,1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）V1=（）,它是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的最大速度。2、如果衛(wèi)星的發(fā)射速度（）第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地面而不能繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)；（）這個(gè)速度衛(wèi)星剛好能在地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；如果（）這個(gè)速度，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，地心就成為橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)。（填“大于”、“小于”或“等于”）,7.9km/s,小于,等于,大于,練習(xí),.,28,2、同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于同步衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是（）A它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同值B它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地距離是一定的C它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同值D它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的,D,.,29,3.關(guān)于第一宇宙速度，下面說(shuō)法正確的是（）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度C.它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在近地點(diǎn)的速度,BC,.,30,1、宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.