6-5宇宙航行-優(yōu)質(zhì)課件

1、*了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識*知道三個宇宙速度的涵義，會推導(dǎo)第一宇宙速度*能運用萬有引力定律及勻速圓周運動的規(guī)律解決衛(wèi)星運動的有關(guān)問題*感知人類探索宇宙的夢想，培養(yǎng)獻(xiàn)身科學(xué)的人生價值觀2008年9月27日下午5點中國第三艘載人航天飛船“神舟七號”，成功發(fā)射，宇航員翟志剛、劉伯明、景海鵬(如圖)完成了一系列空間科學(xué)實驗，并按預(yù)定方案翟志剛進(jìn)行了太空行走，第1次把中國人的足跡留在了茫茫太空，這標(biāo)志著我國的航天事業(yè)又邁出了歷史性的一步1牛頓在思考萬有引力定律時就曾想過，從高山上水平拋出物體，速度一次比一次大，落地點_如果速度足夠大，物體就_，它將繞地球運動，成為_2第一宇宙速度大小為_，也叫_速度第二宇

2、宙速度大小為_，也叫_速度第三宇宙速度大小為_，也叫_速度3世界上第一顆人造衛(wèi)星是1957年10月4日在_發(fā)射成功的，衛(wèi)星質(zhì)量為_kg，繞地球飛行一圈需要的時間為_世界第一艘載人飛船是1961年4月12日在_發(fā)送成功，飛船繞地球一圈歷時_世界上第一艘登月飛船是1969年7月16日9時32分在_發(fā)送成功，_進(jìn)入月球軌道；_飛船在月球表面著陸；_宇航員登上月球4中國第一艘載人航天飛船在2003年10月15日9時在_發(fā)送成功的，下圖1為中國第一位航天員_中國第二艘載人航天飛船在2005年10月12日9時在_發(fā)送成功，下圖2為宇航員_，下圖3為宇航員_答案：1.也就一次比一次遠(yuǎn)不再落回地面人造地球衛(wèi)星

3、27.9km/s環(huán)繞11.2km/s脫離16.7km/s逃逸3蘇聯(lián)83.696min蘇聯(lián)108min美國7月19日7月20日4時17分阿姆斯特朗4中國楊利偉中國費俊龍聶海勝地球?qū)χ車奈矬w有引力作用，因而拋出的物體要落回地面，當(dāng)物體速度足夠大時，物體就永遠(yuǎn)不會落回到地面上來，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星(1)衛(wèi)星的運動都近似看作勻速圓周運動，其向心力就是地球?qū)λ娜f有引力(2)發(fā)射速度：將人造衛(wèi)星送入預(yù)定軌道運行所必須具有的速度(3)繞行速度：衛(wèi)星在軌道上繞地球做勻速圓周運動所具有的速度.物理意義：第一宇宙速度也叫做地面附近的環(huán)繞速度，是使人造衛(wèi)星能繞地球做勻速圓周運動的

4、最小發(fā)射速度；也是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時的最大運行速度；也可理解為緊貼地面的運行速度(2)第二宇宙速度大?。簐211.2km/s物理意義：衛(wèi)星脫離地球引力的束縛，成為繞太陽運動的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度(3)第三宇宙速度大?。簐316.7km/s物理意義：衛(wèi)星脫離太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度特別提醒：(1)第一宇宙速度是最大運行速度，也是最小發(fā)射速度(2)三個宇宙速度分別為在三種不同情況下在地面附近的最小發(fā)射速度(北京育才中學(xué)0809學(xué)年高一下學(xué)期期中)關(guān)于第一宇宙速度，以下說法中正確的是()A它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B它是地球

5、表面附近發(fā)射人造衛(wèi)星的最大發(fā)射速度C它是人造衛(wèi)星在圓軌道上繞地球飛行的最大速度D它是使衛(wèi)星脫離地球引力束縛的最小發(fā)射速度答案：C1984年4月8日，我國成功地發(fā)射了一顆地球同步通訊衛(wèi)星，8天后定位于東經(jīng)125的赤道上空同步衛(wèi)星有以下幾個特點：(1)周期一定：它的運動周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期T24h.(2)角速度一定：同步衛(wèi)星繞地球運動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度(3)軌道一定：所有同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同，即同步衛(wèi)星都在同一軌道上隨地球做勻速圓周運動，其軌道離地面的高度約為3.59104km.(4)環(huán)繞速度大小一定：所有同步衛(wèi)星繞地球運動的線速度的大小是一定的，約為3.08km/s.(5)向心加

6、速度大小一定：所有同步衛(wèi)星由于到地心距離相同，所以，它們繞地球運動的向心加速度大小都相同，約為0.23m/s2.特別提醒：(1)所有同步衛(wèi)星的周期T、軌道半徑r、環(huán)繞速度v、角速度及向心加速度a的大小均相同(2)所有國家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運動且都相對靜止(上海外國語學(xué)校0809學(xué)年高一下學(xué)期過關(guān)測試)對于地球同步衛(wèi)星的認(rèn)識，正確的是()A它們只能在赤道的正上方，但不同衛(wèi)星的軌道半徑可以不同，衛(wèi)星的加速度為零B它們運行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，相對地球靜止C不同衛(wèi)星的軌道半徑都相同，且一定在赤道的正上方，它們以第一宇宙速度運行D它們可在我國北京上空運行，

7、故用于我國的電視廣播答案：B解析：同步衛(wèi)星只能在赤道上方，由于周期等于地球自轉(zhuǎn)周期一定，軌道半徑一定，因此離地高度一定，其運行速度小于第一宇宙速度.(1)超重：發(fā)射時加速上升過程；返回大氣層時減速降低過程(2)失重：衛(wèi)星進(jìn)入軌道后，衛(wèi)星本身和其中的人、物都處于完全失重狀態(tài)(3)衛(wèi)星中失效的物理儀器：凡工作條件或原理與重力有關(guān)的儀器都不能使用(浙江平湖中學(xué)0809學(xué)年高一下學(xué)期月考)如圖所示，宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的空間站中會完全失重，下列說法中正確的是()A宇航員仍受萬有引力的作用B宇航員受力平衡C宇航員受的萬有引力正好提供向心力D宇航員不受任何作用力答案：AC是否可以發(fā)射一顆這樣的人

8、造衛(wèi)星，使其圓軌道()A與地球表面上某一緯度線(非赤道)是共面的同心圓B與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面的同心圓C與地球表面上赤道線是共面的同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的D與地球表面上的赤道線是共面的同心圓，但衛(wèi)星相對地球是運動的解析：人造衛(wèi)星飛行時，由于地球?qū)πl(wèi)星的引力作為它做圓周運動的向心力，而這個力的方向必定指向圓心，即指向地心，故所有無動力的衛(wèi)星其軌道圓的圓心一定要和地球的中心重合，不能是地軸上(除地心外)的某一點，故A是不對的由于地球同時繞著地軸在自轉(zhuǎn)，所以衛(wèi)星的軌道平面也不可能和經(jīng)度線所決定的平面共面，所以B也是不對的相對地球表面靜止的就是同步衛(wèi)星，它必須在赤道線平面內(nèi)，

9、且距地面有確定的高度，這個高度約為三萬六千公里，而低于或高于該高度的人造衛(wèi)星也是可以在赤道平面內(nèi)運動的，不過由于它們的周期和地球自轉(zhuǎn)的周期不相同，就會相對于地面運動答案：CD點評：(1)人造衛(wèi)星的軌道一般有三種：赤道軌道，極地軌道，一般軌道共同特點是軌道中心必須和地心重合(2)沒有跟某一經(jīng)度重合的軌道，也沒有跟某一緯度重合的軌道(除赤道平面)事實上大約三萬六千公里高空的赤道軌道上只有和地球自轉(zhuǎn)方向相同的衛(wèi)星才能稱之為同步衛(wèi)星，如果轉(zhuǎn)向正好與地球自轉(zhuǎn)方向相反，就不能稱其為地球同步衛(wèi)星了(3)發(fā)射到赤道軌道上的同步衛(wèi)星為了節(jié)省動力，發(fā)射場所選地點盡可能靠近赤道，且要借助地球自轉(zhuǎn)的線速度 (吉林一中

10、0809學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示的三個人造地球衛(wèi)星，則下列說法正確的是()衛(wèi)星可能的軌道為a、b、c衛(wèi)星可能的軌道為a、c同步衛(wèi)星可能的軌道為a、c同步衛(wèi)星可能的軌道為aA是對的B是對的C是對的 D是對的答案：B宇宙飛船和空間站在同一軌道上運動，若飛船想與前面的空間站對接，飛船為了追上軌道空間站，可采取的方法是()A飛船加速直到追上空間站，完成對接B飛船從原軌道減速至一個較低軌道，再加速追上空間站完成對接C飛船加速至一個較高軌道再減速追上空間站完成對接D無論飛船如何采取何種措施，均不能與空間站對接 飛船若先減速，它的軌道半徑減小，但速度增大了，故在低軌道上飛船可接近或超過空間站，如圖所示，

11、當(dāng)飛船運動到合適的位置后再加速，則其軌道半徑增大，同時速度減小，當(dāng)剛好運動到空間站所在軌道時停止加速，則飛船的速度剛好等于空間站的速度，可完成對接； 若飛船先加速到一個較高軌道，其速度小于空間站速度，此時空間站比飛船運動快，當(dāng)二者相對運動一周后，使飛船減速，軌道半徑減小又使飛船速度增大，仍可追上空間站，但這種方法易造成飛船與空間站碰撞，不是最好辦法，且空間站追飛船不合題意，綜上所述，方法應(yīng)選B.答案：B點評：使飛船加速，飛船將遠(yuǎn)離地球，軌道半徑增大，v減?。环粗癸w船減速時，飛船軌道半徑減小，其環(huán)繞速度增大，先減速可使飛船比空間站運動快，故可在適當(dāng)位置再加速，使速度在飛船軌道半徑增大時減小，可

12、追上空間站，先加速再減速時，空間站追飛船，雖也可對接，但不合題意 (江西師大附中0809學(xué)年高一下學(xué)期月考)2007年10月24日我國從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了“嫦娥一號”，“嫦娥一號”飛行的示意圖如下圖，關(guān)于嫦娥一號相關(guān)的說法中，正確的是()A在P點由a軌道轉(zhuǎn)變到b軌道時，速度必須變小B在Q點由d軌道轉(zhuǎn)變到c軌道時，速度變小(不計嫦娥一號的質(zhì)量變化)C在b軌道上，P點速度比R點速度大D嫦娥一號在a、b軌道上正常運行時，通過同一點P時，加速度相等答案：BCD假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來的半徑的2倍，那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的_倍解析：因第一宇宙速度即為

13、地球的近地衛(wèi)星的線速度，此時衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力點評：第一宇宙速度是衛(wèi)星近地飛行的速度，其軌道半徑與地球的半徑相同萬有引力提供其做圓周運動的向心力金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量為地球的0.82倍那么，(1)金星表面的自由落體加速度是多大？(2)金星的第一宇宙速度是多大？答案：(1)8.9m/s2(2)7.3km/s解析：(1)由于萬有引力產(chǎn)生重力，設(shè)金星和地球的半徑、質(zhì)量及星球表面的自由落體的加速度分別為r1、m1、g1、r2、m2、g2.分別對金星和地球列兩個方程：Gmm1/rmg1Gmm2/rmg2 (2009玉溪模擬)據(jù)報道，我國數(shù)據(jù)

14、中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道關(guān)于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是()A運行速度大于7.9km/sB離地面高度一定，相對地面靜止C繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大D向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等答案：BC已知地球同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運行速度為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是()答案：AD解析：解決本題的關(guān)鍵是要明確研究對象設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星

15、的質(zhì)量為m1(為研究對象1)；地球赤道上的物體質(zhì)量為m2(為研究對象2)；在地球表面附近的物體質(zhì)量為m3(為研究對象3)根據(jù)向心加速度和角速度的關(guān)系，有2008年9月25日21時10分，“神舟”七號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，飛船搭載了翟志剛、劉伯明、景海鵬三名宇航員，飛行時間約為3天，航天員首次出航并放飛小衛(wèi)星，為下一步建立空間站奠定了基礎(chǔ)飛船發(fā)射后先在軌道傾角為42.4度的橢圓軌道上運行6圈，實施變軌后，進(jìn)入圓軌道，繞地球飛行一圈約需要90分鐘.9月27日16時44分左右，翟志剛成功出艙并揮動手中的五星紅旗向全國人民問好(地球半徑R取6.37103km，地面重力加速度g取10m/s2，

16、計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)翟志剛出艙后會“飄浮起來”(如圖)，此時他是否還受萬有引力作用？解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因(2)翟志剛是否擔(dān)心會被太空艙“拋棄”？說明原因(3)估算飛船運行軌道距離地面的高度解析：(1)翟志剛?cè)允苋f有引力作用，只不過萬有引力充當(dāng)了其做圓周運動的向心力，翟志剛處于完全失重狀態(tài)，故會“飄浮起來”(2)翟志剛和太空艙處于同一衛(wèi)星軌道上，具有相同的環(huán)繞速度，所以翟志剛不必?fù)?dān)心會被太空艙“拋棄”(3)飛船繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，即 “神七”升空，舉國振奮在神七實現(xiàn)“太空行走”后，中國的空間站距離我們越來越近了在2009年的中央電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會上，“天宮一號”空間試驗站模型的出現(xiàn)一度掀起了晚會的高潮根據(jù)規(guī)劃，中國將在20102011年發(fā)射“天宮”一號目標(biāo)飛行器“天宮”一號實際上是空間實驗室的實驗