2017-2018學(xué)年度滬科版必修25.4飛出地球去課件(1)(38張)

1、2.知道三個宇宙速度的含義，會推導(dǎo)第一宇宙速度。 1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識，正確理解人造衛(wèi)星做圓周運動時，各物理量之間的關(guān)系。 1第一頁，編輯于星期一：十點 十分。問題引入 地球是人類的搖籃，人類絕不會永遠(yuǎn)躺在這個搖籃里，而會不斷地探索新的天體和空間。齊奧爾科夫斯基 現(xiàn)代航天學(xué)和火箭理論的奠基人 （1857.9.51935.9.19） 2第二頁，編輯于星期一：十點 十分。 1957年10月4日，前蘇聯(lián)在拜科努爾發(fā)射場發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，并被送入軌道，人類從此進入了利用航天器探索外層空間的新時代。 衛(wèi)星由鍍鉻合金制成，重83.6公斤，外表呈圓球形，直徑厘米，軌道遠(yuǎn)地點為986.96

2、公里，近地點為230.09公里，每96分鐘繞地球一周。 3第三頁，編輯于星期一：十點 十分。 2003年10月15日，“神舟”5號飛船載著中國第一位航天員楊利偉成功升空，標(biāo)志著我國進入了載人航天時代。4第四頁，編輯于星期一：十點 十分。 拋出的石頭會落地，為什么衛(wèi)星、月亮沒有落下來？衛(wèi)星、月亮沒有落下來必須具備什么條件？提出問題ABCD0v5第五頁，編輯于星期一：十點 十分。牛頓的思考與設(shè)想 拋出的速度v越大時，落地點越遠(yuǎn)，速度不斷增大，將會出現(xiàn)什么結(jié)果？ 牛頓的衛(wèi)星發(fā)射原理圖6第六頁，編輯于星期一：十點 十分。三個宇宙速度一、第一宇宙速度 衛(wèi)星要具有多大的速度，才能環(huán)繞地球運動呢？7第七頁，

3、編輯于星期一：十點 十分。 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動的衛(wèi)星的速度v如何推算？ 分析論證22,MmvGmrr由得衛(wèi)星運動的速度,GMvr可見衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運行的速度越慢。8第八頁，編輯于星期一：十點 十分。 近地衛(wèi)星飛行的高度一般為100200km，與地球的半徑6370km相比，完全可以用6370km表示衛(wèi)星到地心之間的距離，即r6370km，近地面衛(wèi)星的速度是多少呢？近地面衛(wèi)星的速度是多少呢？9第九頁，編輯于星期一：十點 十分。近地面衛(wèi)星的速度是多少呢？11226.67 10/GN mkg已知：66.37

4、10Rm245.98 10Mkg 這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的最低發(fā)射速度，叫做第一宇宙速度，又叫地面附近的環(huán)繞速度。112466.67 105.98 1016.37 10/7.9/GMRvm skm s10第十頁，編輯于星期一：十點 十分。、如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地 面而不能繞地球運轉(zhuǎn)；、等于這個速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近做勻速圓周運動； 3、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行，地心就成為橢圓軌道的一個焦點。 說明:11第十一頁，編輯于星期一：十點 十分。探究一：若已知地球的質(zhì)量為半徑R=6400

5、km，引力常量G=探究物體在地球表面附近運行的周期kgM241098. 522111067. 6kgNm解：由牛頓第二定律和萬有引力公式得222Mm4GmRRT=3RT=2=84.6minGM12第十二頁，編輯于星期一：十點 十分。探究二： 若已知地球表面的重力加速度 地球的半徑R=6400km。探究物體在地球表面附近做勻速圓周運動的線速度（第一宇宙速度）及周期。2/8 . 9smg RT284.6ming=Rvmmg2skmgv/9 . 7R 22TmgmR）（13第十三頁，編輯于星期一：十點 十分。 v和T隨h的變化是怎樣變化的？ v和T與衛(wèi)星的質(zhì)量有關(guān)嗎？思考并猜想14第十四頁，編輯于星

6、期一：十點 十分。探究三: 已知：地球質(zhì)量M，半徑R，衛(wèi)星距地面高度 h，引力常量G，探究衛(wèi)星v和T。解：萬有引力提供物體做圓周運動的向心力， 設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為 m，可見線速度和周期與軌道半徑有關(guān)與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)。22232TGMmvmm RhRhRhRhGMv;T2RhGM（）解之：15第十五頁，編輯于星期一：十點 十分。地球動畫演示R+h越大，T _ V _越大越小16第十六頁，編輯于星期一：十點 十分。概念辨析發(fā)射速度和運行速度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 時的速度。宇宙速度均指發(fā)射速度。第一宇宙速度為在地面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也 是環(huán)繞地球運行的最大速度。2、運行速度

7、：是指衛(wèi)星進入軌道后繞地球做勻速圓周運 動的速度。GMvrr v近地衛(wèi)星其他衛(wèi)星vv運發(fā)vv運發(fā)17第十七頁，編輯于星期一：十點 十分。二、第二宇宙速度飛出地球去使衛(wèi)星能夠逃離地球的引力作用的衛(wèi)星發(fā)射速度 當(dāng)物體的速度大于或等于11.2km/s時，衛(wèi)星就會掙脫地球的引力束縛，不再繞地球運行，而是飛向太陽系的其它空間中去。我們把這個速度叫第二宇宙速度。18第十八頁，編輯于星期一：十點 十分。人類第一次登上月球月球上的第一個人類腳印19第十九頁，編輯于星期一：十點 十分。三、第三宇宙速度飛出太陽系使衛(wèi)星能夠逃離太陽的引力作用的衛(wèi)星發(fā)射速度 如果物體的速度等于或大于16.7km/s，物體就擺脫了太陽

8、引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。第三宇宙速度: 16.7km/s20第二十頁，編輯于星期一：十點 十分?！跋闰?qū)者”號攜帶的地球人“名片”21第二十一頁，編輯于星期一：十點 十分。 牌上畫有代表地球人的裸體男女，男人舉起右手表示向“太空人”致意；人像背后為按比例繪制的先驅(qū)者號外形，以示人體的大??；下方10個圓圈表示太陽系，從左邊起最大的是太陽，第四個為地球，從其發(fā)出的曲線表示該探測器的航行路線；左中部的輻射狀符號表示地球人認(rèn)識的物理學(xué)和天文學(xué)；左上部的兩個符號表示地球上第一號元素氫分子結(jié)構(gòu)。22第二十二頁，編輯于星期一：十點 十分。 “地球之音”的內(nèi)容包括用60余種語言問候的“你好”、中

9、國的京劇和古曲高山流水，以及貝多芬的歡樂頌等名曲，130余張圖片（包括萬里長城）等。鍍金鋁板和噴金銅唱片經(jīng)過特殊處理，幾億甚至幾十億年都不會變形或變質(zhì)。 23第二十三頁，編輯于星期一：十點 十分。地球同步衛(wèi)星 所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期T24。 1. 周期T=24h2. 軌道平面在赤道平面內(nèi)3. 離地高度h=36000km4. r、v、T、an“全部固定”24第二十四頁，編輯于星期一：十點 十分。人造衛(wèi)星 宇宙速度請單擊不同的拋射速度25第二十五頁，編輯于星期一：十點 十分。為了和平與進步1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林乘坐東方一號載人飛船進入太空，實現(xiàn)了人類

10、進入太空的夢想。1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。26第二十六頁，編輯于星期一：十點 十分。1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球。在火星上著陸的“勇氣”號探測器27第二十七頁，編輯于星期一：十點 十分。1970年4月24日我國第一顆人造衛(wèi)星升空 2007年10月24日嫦娥一號月球探測器發(fā)射成功我國的航天成就28第二十八頁，編輯于星期一：十點 十分。2003年10月15日神舟五號 楊利偉2005年10月12日神舟六號 費俊龍 聶海勝29第二十九頁，編輯于星期一：十點 十分。2008年9月25日神舟七號 翟志剛 劉伯明 景海鵬30第三十頁，編輯于星期一：十點 十分。 20

11、07年10月24日 ,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由“長征三號甲”運載火箭將 “嫦娥一號”發(fā)射升空?！版隙鸲枴庇?010年10月1日18時59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，并獲得了圓滿成功。 31第三十一頁，編輯于星期一：十點 十分。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BC32第三十二頁，編輯于星期一：十點 十分。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=31 B、線速度之比v1v2=31C、向心力之比F1F2=19

12、 D、向心加速度之比a1a2=19D33第三十三頁，編輯于星期一：十點 十分。3、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.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C.第二宇宙速度是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時的最大速度D.第三宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度A34第三十四頁，編輯于星期一：十點 十分。4、關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（ ）A.它的運行速度小于7.9km/sB.它的運行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h，且軌道平面與赤道平面重合D.每一個地球同步衛(wèi)星離開地面的高度是一樣的ACD35第三十五頁，編輯于星期一：十點 十分。 宇宙速度 第一宇宙速度：v7.9