《宇宙航行》課件(很好)

1、兩兩條條基基本本思思路路1、萬有引力、萬有引力等于等于重力重力2RMmGmg GgRM22GMgR黃代 換 ：金2、萬有引力、萬有引力提供提供向心力向心力22222()向MmvGmammrmrrrT 2324rMG T22323222()2nnvGMmvrrGMmrMmrGrrmrTTGMGMmaarr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。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？1234顯示軌跡線顯示軌跡線

2、隱藏軌跡線隱藏軌跡線中國人的飛天夢中國人的飛天夢外國人的外國人的“飛天飛天”夢夢0vABCD讓物體做平拋運(yùn)動(dòng)初速度逐漸增大讓物體做平拋運(yùn)動(dòng)初速度逐漸增大O問問題題情情境境通過觀看動(dòng)畫回答下列問題：通過觀看動(dòng)畫回答下列問題：1、平拋物體速度逐漸增大，物體的落地點(diǎn)怎樣變化？平拋物體速度逐漸增大，物體的落地點(diǎn)怎樣變化？2、在速度足夠大的情況下，運(yùn)動(dòng)通過的地面還是水在速度足夠大的情況下，運(yùn)動(dòng)通過的地面還是水平的嗎？平的嗎？3 、若拋出物體的水平初速度足夠大若拋出物體的水平初速度足夠大, ,物體將會(huì)怎樣物體將會(huì)怎樣? ?試大膽猜想。試大膽猜想。 越來越遠(yuǎn)越來越遠(yuǎn)物體不再落回地面，而成為一顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)

3、星。物體不再落回地面，而成為一顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星。不是不是 從高山上水平拋出物體，速度越大，落地點(diǎn)離山腳越遠(yuǎn)。如果沒有空氣阻力，當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆永遠(yuǎn)繞地球運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星。 由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運(yùn)轉(zhuǎn), ,此時(shí)月球受此時(shí)月球受到的地球?qū)λ娜f有引力全部提供繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力到的地球?qū)λ娜f有引力全部提供繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力, ,故故月球不會(huì)落到地面上來。月球不會(huì)落到地面上來。問題：月球繞著地球轉(zhuǎn)要受到地球?qū)λ奈栴}：月球繞著地球轉(zhuǎn)要受到地球?qū)λ奈? ,但是為什但是為什么月亮不會(huì)落到地面上

4、來么月亮不會(huì)落到地面上來? ?22222MmVGmmrmrrrT11226.67 10GNm kg22MmVGmRR=7.9km/GMvsR=284.8minrTV245.98 10Mkg建立模型22MmVGmRR=7.9km/GMvsR=22MmVGmRR=28 . 9msR7.9/vgkm s解：解：2vmgmR284.8minrTV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:物體掙脫太陽引力,飛出太陽系的速度. （逃逸速度）（逃逸速度） 11.2 km/s V 7.9 km/sV = 16.7 km/sV = 11.2 km/sV = 7.9km/s繞地球運(yùn)動(dòng)的軌

5、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。） v環(huán)繞環(huán)繞v發(fā)射發(fā)射思考：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，也是最大運(yùn)行速度。四、課堂練習(xí)課堂練習(xí) 例題例題: 我國發(fā)射的第一顆探月衛(wèi)星我國發(fā)射的第一顆探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”的軌道半徑是圓形的，且貼近月球表面。已知月球質(zhì)量約的軌道半徑是圓形的，且貼近月球表面。已知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的為地球質(zhì)量的1/801/80，月球

6、的半徑約為地球半徑的，月球的半徑約為地球半徑的1/41/4，地，地球上的第一宇宙速度約為球上的第一宇宙速度約為7.9km/s7.9km/s，求，求“嫦娥一號(hào)嫦娥一號(hào)”探月探月衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速率？衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速率？ min8 .841007. 5109 . 710640014. 32333s思思考：考：我們能否發(fā)射一顆周期為我們能否發(fā)射一顆周期為 70min70min的衛(wèi)的衛(wèi) 星呢？星呢？不能！不能！vRT2 如圖所示，如圖所示，A、B、C、D四條軌道中四條軌道中不能不能作為衛(wèi)作為衛(wèi)星軌道的是哪一條？星軌道的是哪一條？ 人造地球衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星F1F2F3赤道平面赤道平面北北南南東東西西軌道中心軌道中心 地心地心_ 提供向心力提供向心力萬有引力萬有引力 地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星 問題問題4 4：你能否：你能否形象的描述它的軌道？形象的描述它的軌道？軌道與赤道重合軌道與赤道重合衛(wèi)星位于赤道的正上衛(wèi)星位于赤道的正上方的方的某一高度某一高度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222() ()()MmGmRhRhT222733223.6 10 ( )44GMTR g