人教版高中物理必修二65《宇宙航行》共26張P

§65《宇宙航行》提出問題：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？從高山上用不同的水平速度拋出物體，物體的落地點不同：當物體速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，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，簡稱人造衛(wèi)星。300多年前，牛頓提出設(shè)想人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，它需要的向心力是由誰提供的？設(shè)地球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為M和m，衛(wèi)星到地心的距離為r,衛(wèi)星運動的速度為v，請你用學(xué)過的知識推導(dǎo)出衛(wèi)星在軌道上運動速度v的表達式。若M地=598×1024g,r＝R地=640×106m，并計算出運動速度的大小。探究【探究問題一】以多大的速度拋出這個物體，它才會繞地球表面運動，不會落下來？思路一：由于衛(wèi)星運動所需的向心力是由萬有引力提供的，所以對于靠近地面的衛(wèi)星，可以認為此時的r近似等于地球半徑R，把r用地球半徑R代入，可以求出：意義：顯然要使所有人造地球衛(wèi)星發(fā)射到地球上空不掉下來,發(fā)射的速度不能低于這個速度,不然會由于地球的引力大于所需的向心力而會使物體掉下來。若已知地表重力加速度g=2，R=6400m思路二：重力提供物體作圓周運動的向心力一、宇宙速度 1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)； 2等于這個速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運動；它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具備的速度．1第一宇宙速度v1=79m/s這個速度是所有人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，又是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度！若發(fā)射的速度大于v=會出現(xiàn)什么情況呢探究意義：以這個速度發(fā)射，物體剛好能克服地球的引力作用，永遠的離開地球而繞太陽運動。也叫脫離速度。注意：，，衛(wèi)星繞地球運動的軌跡不是圓，而是橢圓；時，衛(wèi)星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行，成為人造行星。2第二宇宙速度v2=112m/s意義：以這個速度發(fā)射，物體剛好能擺脫太陽引力的束縛而飛到太陽系以外，也叫逃逸速度。，衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的空間。v3=3第三宇宙速度二、人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和運行速度發(fā)射速度與運行速度是兩個不同的概念． 1發(fā)射速度：指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時的初速度，并且一旦發(fā)射后就再無能量補充，被發(fā)射物僅依靠自己的初動能克服地球引力上升一定的高度，進入運動軌道． 2運行速度：是指衛(wèi)星在進入運行軌道后繞地球做勻速圓周運動的線速度．當衛(wèi)星“貼著”地面運行時，運行速度等于第一宇宙速度注意:衛(wèi)星的實際環(huán)繞速度一定小于發(fā)射速度①第一、第二、第三宇宙速度均指發(fā)射速度②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)繞地球運行的最大速度問題:如圖衛(wèi)星ａ與ｂ哪個的環(huán)繞速度大？發(fā)射它們時哪個的發(fā)射速度大？哪個周期大？衛(wèi)星a的發(fā)射速度比b的大結(jié)論：衛(wèi)星a的環(huán)繞速度比b的小衛(wèi)星a的環(huán)繞周期比b的大探究二、人造衛(wèi)星1軌道中心地心2________提供向心力萬有引力3h越大，T_____，V_____，ω_____，an_______越大越小越小越小練習(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)星嗎？同步衛(wèi)星問題1：什么是“同步”？定義：所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它與地球自轉(zhuǎn)角速度相同或與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，即：T＝24ｈ。地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星的特點：“四個一定”（1）周期一定：T=24h（2）高度一定:h=36×107m（3）速率一定：線速度v＝31m／s（4）軌道平面一定：與地球赤道平面共面。h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分鐘同步衛(wèi)星近地衛(wèi)星月球近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、月球三者比較1957年10月，原蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，每96min繞地球飛行一圈夢想成真幾年之后，1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林進入了東方一號載人飛船。實現(xiàn)了人類第一次進入太空。他的非凡勇氣，鼓舞了更多人為航天事業(yè)奮斗。火箭點火起飛，飛船繞地球飛行一圈，歷時108分，然后重返大氣層，安全降落在地面，鑄就了人類進入太空的豐碑。夢想成真航天飛機資料：可重復(fù)使用的用運載火箭發(fā)射的飛行器，用于進入地球軌道，在地球與軌道航天器之間運送人員和物資，并滑翔降落于地面。1984年4月12日，第一架航天飛機哥倫比亞號發(fā)射成功。夢想成真2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機在重返地面的過程中突然發(fā)生解體燃燒，航天飛機上的七名宇航員，包括六名美國人及一名以色列人全部遇難。無數(shù)探索者用自己的汗水和生命鋪設(shè)了人類通往宇宙的道路夢想成真1975年，返回式遙感衛(wèi)星，中國第一顆返回式衛(wèi)星，用于對地觀測，運行三天后按計劃返回地面；中國是第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家。1970年，“東方紅”1號，中國第一顆人造衛(wèi)星。中國是第五個能自行發(fā)射衛(wèi)星的國家。中國航天夢想成真飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場．這次成功發(fā)射實現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢想，標志著中國成為世界上第三個能夠