高中物理 6.5《宇宙航行》同步課件2 新人教必修2

1、2021/8/11 星期三15宇宙航行2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三31知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度2理解掌握人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系3了解人造衛(wèi)星的相關(guān)知識及我國衛(wèi)星發(fā)射的情況，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情2021/8/11 星期三4一、人造地球衛(wèi)星牛頓的設(shè)想：如圖6-5-1所示，當(dāng) 足夠大時(shí)，物體將會(huì)圍繞地球旋轉(zhuǎn)而不再落回地面，成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的 圖6-5-1速度人造地球衛(wèi)星2021/8/11 星期三5萬有引力 m2r 2021/8/11 星期三6二、宇宙速度數(shù)值意義第一宇宙速度 km/s衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做 的速度第二宇宙速度 k

2、m/s使衛(wèi)星掙脫 引力束縛的最小地面發(fā)射速度第三宇宙速度 km/s使衛(wèi)星掙脫 引力束縛的 地面發(fā)射速度7.911.216.7勻速圓周運(yùn)動(dòng)地球太陽最小2021/8/11 星期三7溫馨提示第一宇宙速度7.9km/s，是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度，也是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度2021/8/11 星期三8三、夢想成真1957年10月 成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星；1969年7月美國“阿波羅11號”登上 ；2003年10月15日我國航天員 踏入太空；2007年10月24日我國“嫦娥一號”發(fā)射升空；2008年9月27日“神舟七號”宇航員翟志剛順利完成出艙活動(dòng)任務(wù)2010年10月1日18時(shí)59分57秒“嫦

3、娥二號”衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功2011年11月3日和14日，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器兩次成功對接蘇聯(lián)月球楊利偉2021/8/11 星期三9一、對三種宇宙速度的理解第一宇宙速度(環(huán)繞速度)指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所具有的速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，v7.9 km/s.2021/8/11 星期三102021/8/11 星期三11第二宇宙速度(脫離速度)在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的人造行星或繞其他行星運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星所必需的最小發(fā)射速度，其大小為v11.2 km/s.第三宇宙速度(逃逸速度)在地

4、面上發(fā)射物體，使之最后能脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度，其大小為v16.7 km/s.2021/8/11 星期三12特別提醒 (1)第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，也是最小發(fā)射速度(2)三個(gè)宇宙速度分別為三種不同情況下在地面附近的最小發(fā)射速度2021/8/11 星期三132021/8/11 星期三142021/8/11 星期三152021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17地球同步衛(wèi)星(1)概念相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫著地球同步衛(wèi)星，又叫通信衛(wèi)星(2)特點(diǎn)同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周

5、期相同，T24 h.同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平面上，即所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20【典例1】 探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比()A軌道半徑變小 B向心加速度變小C線速度變小 D角速度變小衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律 2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22借題發(fā)揮在討論衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的v、T、an和r關(guān)系時(shí)，只要一個(gè)量發(fā)生變化，其他的量也一定發(fā)生變化分析思路是：v變化離(近)心運(yùn)動(dòng)r變化F引變化Fn

6、變化v、T、an變化2021/8/11 星期三23【變式1】人造衛(wèi)星在太空繞地球運(yùn)行的過程中，若天線偶然折斷，天線將()A繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)動(dòng)B做平拋運(yùn)動(dòng)，落向地球C由于慣性，沿軌道切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離地球D做自由落體運(yùn)動(dòng)，落向地球解析折斷的天線同衛(wèi)星的速度相同，即它不會(huì)做離心或近心運(yùn)動(dòng)，仍沿原軌道運(yùn)動(dòng)，A對答案A2021/8/11 星期三24【典例2】 如圖6-5-2所示，發(fā)射地球同步衛(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，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是()地球同步衛(wèi)星 圖6-5-22021/8/11 星期三25A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn) 時(shí)的加速度D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn) 時(shí)的加速度2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28【變式2】關(guān)于我國發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通訊衛(wèi)星的