高中物理必修二課件宇宙航行1市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

宇宙航行第1頁嫦娥奔月

敦煌飛天壁畫第2頁外國人

“飛天”夢第3頁前置學(xué)習(xí)：1.萬有引力定律表示式？2.行星運動向心力起源？第4頁問題情景若拋出物體水平初速度足夠大,物體將會怎樣?3.小球從同一高度做平拋運動，隨初速度增大，軌跡將怎樣改變？第5頁牛頓思索與構(gòu)想：在1687年出版《自然哲學(xué)數(shù)學(xué)原理》中，牛頓構(gòu)想:拋出速度很大時，物體就不會落回地面。

第6頁牛頓構(gòu)想過程第7頁解法：萬有引力提供物體作圓周運動向心力以多大速度拋出這個物體，它才會繞地球表面運動不落下？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2,地球質(zhì)量M=5.89×1024kg,地球半徑R=6400km)

探究問題一：第8頁一宇宙速度

1、第一宇宙速度（圍繞速度）v1=7.9km/s．

說明：（１）假如衛(wèi)星發(fā)射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；

(3）大于7.9km/s小于11.2km/s，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運行，地心即橢圓軌道一個焦點．

第9頁思索：

若地球質(zhì)量未知，而知道地球表面

重力加速度g=9.8m/s2,地球半R=6400km,能否求出第一宇宙速度？

解：在地面附近，重力提供物體作圓周運動向心力第10頁——即使“R大，V小”，但這里V指繞行速度，而非發(fā)射速度。——因為向軌道發(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球引力對它做功。軌道越高，要克服引力做功也多，發(fā)射速度越大。

討論:向高軌道發(fā)射衛(wèi)星輕易還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星輕易？

第11頁

V(發(fā)射)

≥7.9km/s>V(運行)

第一宇宙速度7.9km/s最小發(fā)射速度最大圍繞速度結(jié)論:

★發(fā)射速度與繞行速度第12頁２、第二宇宙速度

這是衛(wèi)星擺脫地球引力束縛，成為繞太陽運行人造行星最小發(fā)射速度．假如人造天體速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，則它運行軌道相對于太陽將是橢圓，太陽就成為該橢圓軌道一個焦點．v2=11.2km/s第13頁3、第三宇宙速度

這是衛(wèi)星擺脫太陽引力束縛最小發(fā)射速度．假如人造天體含有這么速度，就能夠擺脫地球和太陽引力束縛而飛到太陽系外了．v3=16.7km/s第14頁v=7.9km/s

11.2km/s>v>7.9km/sv=11.2km/sv=16.7km/s第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度第15頁探究已知：地球質(zhì)量M，半徑R，衛(wèi)星距地面高度h，引力常量G.請你利用已學(xué)知識，探究衛(wèi)星繞地球運行速度v、周期T與高度h關(guān)系.二、人造地球衛(wèi)星第16頁其中r=R+h，所以v，ω，T只h與r相關(guān),與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)。第17頁線速度T1<T2=T3<T4ω1>ω2=ω3>ω41234v1>v2=v3>v4角速度周期1.巡航——衛(wèi)星圍繞運動?第18頁探究問題二：（1）如圖所表示，a、b、c三軌道中能夠作為衛(wèi)星軌道是哪一條？abc提醒：衛(wèi)星作圓周運動向心力必須指向地心第19頁FF2F1赤道平面北南東西F第20頁2、軌道平面過球心第21頁“高軌低速長周期”小結(jié)：衛(wèi)星運行規(guī)律極地軌道普通軌道赤道軌道全部衛(wèi)星都在以地心為圓心圓（或橢圓）軌道上平面立體赤道平面第22頁課堂練習(xí)：已知地球半徑是R=6400km，地球自轉(zhuǎn)周期T=24h，地球質(zhì)量M=5.89×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2

，若要發(fā)射一顆地球同時衛(wèi)星，試求：地球同時衛(wèi)星離地面高度h結(jié)論：地球同時衛(wèi)星必須發(fā)射在赤道正上方固定高度，而且以固定速度圍繞地球做圓周運動。第23頁小結(jié)：同時軌道衛(wèi)星通信周期T=24h軌道高度h=？定點在赤道正上方運行方向與地球自轉(zhuǎn)相同（自西向東）相對地面靜止第24頁各種各樣衛(wèi)星……第25頁1957年10月4日，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載人飛船進入太空，實現(xiàn)了人類進入太空夢想。1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球。三、夢想成真第5節(jié)宇宙航行第26頁1970年4月24日我國第一顆人造衛(wèi)星升空我國航天成就年10月24日嫦娥一號月球探測器發(fā)射成功第27頁年10月15日神舟五號楊利偉年10月12日神舟六號費俊龍聶海勝年9月25日神舟七號翟志剛劉伯明景海鵬第28頁3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7千米/秒（衛(wèi)星擺脫太陽束縛最小發(fā)射速度）1、第一宇宙速度（圍繞速度）：v=7.9千米/秒（地球衛(wèi)星最大繞行速度，地球衛(wèi)星最小發(fā)射速度）2、第二宇宙速度（脫離速度）：v=11.2千米/秒（衛(wèi)星擺脫地球束縛變成小行星最小發(fā)射速度）或小結(jié)4、研究天體運動基本方法：