高一物理必修二§6-5宇宙航行LI

1、6.5 宇宙航行16 九月 2022嫦娥奔月16 九月 2022 敦煌飛天的美麗壁畫(huà)16 九月 20221957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(guó)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(hào)載人宇宙飛船發(fā)射升空16 九月 2022一、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(huì)落回地面 地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星軌道半徑為r ，衛(wèi) 星質(zhì)量為m ，引力常量，寫(xiě)出以下物理量的表達(dá)式一、人造地球衛(wèi)星1234v1v2=v3v4T1T2=T32=34 三、人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律練習(xí)：對(duì)于繞地球運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星：1離地面越高，線(xiàn)速度越2離地面越高，周期

2、越3離地面越高，角速度越4離地面越高，向心加速度越5離地面越高，向心力越小長(zhǎng)小小小 兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運(yùn)行，它們的質(zhì)量不相等，軌道半徑之比r1:r2=1:4,那么它們的(1)線(xiàn)速度大小之比 v1:v2= (2)周期之比 T1:T2 = 課堂訓(xùn)練16 九月 2022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？16 九月 2022二、宇宙速度1、第一宇宙速度： (環(huán)繞速度 V1=7.9km/s地球11.2km/sv7.9km/s2、第二宇宙速度：(脫離速度) V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第

3、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(kāi)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)行的最大速度四、地球同步衛(wèi)星 1、定義所謂地球同步衛(wèi)星，是相對(duì)于地面靜止的和地球具有相同周期的衛(wèi)星，同步衛(wèi)星必須位于赤道平面內(nèi)，且到地面的高度一定。r v T a “全部固定 圓軌道在赤道平面，即在赤道的正上方；周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，為24小時(shí)；繞行方向?yàn)樽晕飨驏|。 大家能否計(jì)算出同步衛(wèi)星的高度，線(xiàn)速度呢？2、地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行

4、特征可概括為四個(gè)一定定軌道平面,其運(yùn)行軌道平面在赤道平面內(nèi)；定周期,即運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期24 h定高度，即離地面高度一定h=36000 km定速度，即運(yùn)行速度一定v3.1km/s3、同步衛(wèi)星的應(yīng)用：主要用于通信3顆同步衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋所以也叫通信衛(wèi)星16 九月 202216 九月 20224、近地衛(wèi)星 近地衛(wèi)星是指衛(wèi)星的軌道半徑近似等于地球半徑，其周期約為84分鐘。其向心力由萬(wàn)有引力提供。16 九月 2022練習(xí)：求近地衛(wèi)星的周期我們能否發(fā)射一顆周期為80min的衛(wèi)星？?16 九月 2022四、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

5、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(cè)重力液體壓強(qiáng)計(jì)赤道軌道極地軌道傾斜軌道同步軌道自轉(zhuǎn)軸人造衛(wèi)星的軌道思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運(yùn)行，要想讓其 在高軌道上運(yùn)行，應(yīng)采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌道的遠(yuǎn)點(diǎn)處時(shí)再次加速，即可使其沿高軌道運(yùn)行。. PQ16 九月 2022vF引12v2F引L使衛(wèi)星進(jìn)入更高軌道做圓周運(yùn)動(dòng)v2v3vv非遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌向高軌衛(wèi)星的發(fā)射衛(wèi)星的回收1、如下圖，發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2運(yùn)行；最后再次點(diǎn)火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點(diǎn)，2、3相切于Q點(diǎn)。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3

6、上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A、在軌道3上的速率大 于1上的速率B、在軌道3上的角速度 小于1上的角速度C、在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí) 的速率等于在軌道3上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速率D、在軌道1上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道2上 經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度 QP231BD1、回憶航天史世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人 14世紀(jì)夢(mèng)想成真航空領(lǐng)域重大成就1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林乘坐東方一號(hào)載人飛船進(jìn)入太空，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)進(jìn)入太空的夢(mèng)想。1969年7月20日，阿波羅11號(hào)將人類(lèi)送上了月球。 1970年4月24日我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星升空 2、中國(guó)的航天成就2003年10月15日神舟五號(hào)楊利偉2005年10月12日神舟六號(hào)費(fèi)俊龍聶海勝2007年10月24日嫦娥一號(hào)月球探測(cè)器發(fā)射成功2021年9月25日神舟七號(hào)翟志剛劉伯明景海鵬3、展望未來(lái)美國(guó)“鳳凰號(hào)火星探測(cè)器2007年8月4日發(fā)射，2021年5月25日在火