《人類對(duì)太空的不懈追求》參考課件1

第三節(jié)人類對(duì)太空的不懈追求一、古希臘人的探索

以亞里士多德為代表的古希臘人認(rèn)為地球位于宇宙的中心。所有天體都圍繞宇宙的中心——地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

圍繞地球的天體的排列順序?yàn)樵虑?、水星、金星、太?yáng)、火星、木星、土星、最外層為恒星的球殼。

古希臘人設(shè)想每個(gè)行星都沿圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡就是行星的本輪。同時(shí)，這個(gè)圓的中心運(yùn)動(dòng)軌跡就是行星的均輪。

天文學(xué)家托勒密完善了地心本輪理論。第一次對(duì)已知天體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)定量的說(shuō)明。為航海家、天文學(xué)家和占星士所采用。該理論一直持續(xù)了近2000年。地心說(shuō)二、文藝復(fù)興的撞擊

1543年，波蘭天文學(xué)家哥白尼臨終時(shí)，向世人宣布了他幾十年來(lái)研究的成果《天體運(yùn)行論》。正式推出了日心說(shuō)。哥白尼認(rèn)為，太陽(yáng)是宇宙的中心，水星、金星、地球、火星、木星及土星都圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。月球是地球的衛(wèi)星。但是，當(dāng)時(shí)人們對(duì)哥白尼的日心說(shuō)并不認(rèn)同。

哥白尼的《天體運(yùn)行論》及其使用過(guò)的觀測(cè)、計(jì)算儀器復(fù)制品這是哥白尼根據(jù)觀測(cè)繪制的月球表面哥白尼的日心說(shuō)哥白尼的銅像

第谷是非常了不起的天文觀測(cè)家，當(dāng)時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡，他通過(guò)自制的觀測(cè)儀器對(duì)星體進(jìn)行認(rèn)真系統(tǒng)的觀測(cè)。他的測(cè)量結(jié)果證明了托勒密與哥白尼的理論計(jì)算結(jié)果都與觀測(cè)數(shù)據(jù)不相符。

開(kāi)普勒研究了第谷連續(xù)20年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，希望進(jìn)一步解釋哥白尼的行星圓形軌道。但他失敗了。因?yàn)樗玫降慕Y(jié)果與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)至少有8′的誤差。開(kāi)普勒相信這不是第谷的粗心，而是哥白尼的理論還需要進(jìn)一步完善。從此他開(kāi)始研究行星的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)多年的埋頭計(jì)算，數(shù)十次的否定自己的設(shè)想，開(kāi)普勒最終發(fā)現(xiàn)了更精確的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并先后提出了三大定律。開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律焦點(diǎn)太陽(yáng)焦點(diǎn)●開(kāi)普勒第一定律：所有行星繞太陽(yáng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。用圖釘和細(xì)繩畫(huà)橢圓開(kāi)普勒第二定律：

對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。遠(yuǎn)處速度慢近處速度快開(kāi)普勒第三定律：

所有行星的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。表達(dá)式：R3T2=k半長(zhǎng)軸行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期三、牛頓的大綜合

人們?cè)谘芯刻祗w運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還在探索天體為什么會(huì)這樣運(yùn)動(dòng)。亞里士多德認(rèn)為天體由以太元素組成，它們本來(lái)就應(yīng)圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。開(kāi)普勒時(shí)代：行星受到太陽(yáng)的磁力使天體運(yùn)動(dòng)，并且天體受到磁力隨距離的增加而減弱。胡克、哈雷等人：天體受到了遵循平方反比率的向心力的作用才進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。

牛頓用數(shù)學(xué)方法證明了物體圍繞中心運(yùn)動(dòng)時(shí)有一向心力。由于物體沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，向心力與質(zhì)點(diǎn)到中心的距離的平方成反比。繼而推廣到宇宙中的物體都在彼此吸引。牛頓將地球?qū)ξ矬w的引力擴(kuò)展到月球，認(rèn)為地球引力與太陽(yáng)對(duì)行星的作用力，行星對(duì)衛(wèi)星的作用力是性質(zhì)相同的力，在此基礎(chǔ)上，牛頓最終給出了具有科學(xué)革命價(jià)值的萬(wàn)有引力定律：4.對(duì)太空的探索牛頓的設(shè)想牛頓就曾設(shè)想,從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,則落點(diǎn)一次比一次遠(yuǎn),如不計(jì)空氣的阻力,當(dāng)速度足夠大時(shí),物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來(lái),而圍繞地球旋轉(zhuǎn),成為一顆人造地球衛(wèi)星了.1、牛頓對(duì)人造衛(wèi)星原理的描繪。1957年10月，原蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星衛(wèi)星重83.6kg，每96min繞地球飛行一圈

請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)計(jì)算這顆衛(wèi)星的軌道半徑是多少？衛(wèi)星距地面的高度是多少？衛(wèi)星云的線速度是多少？

幾年之后，1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了東方一號(hào)載人飛船。實(shí)現(xiàn)了人類第一次進(jìn)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(diǎn)火起飛，飛船繞地球飛行一圈，歷時(shí)108分，然后重返大氣層，安全降落在地面，鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑。1969年7月20日，阿波羅11號(hào)將人類送上了月球。當(dāng)時(shí)，上億人通過(guò)電視注視著走出登月艙的阿姆斯特朗，他在月球上邁出了一小步，確是人類邁出的一大步。航天飛機(jī)資料：可重復(fù)使用的用運(yùn)載火箭發(fā)射的飛行器，用于進(jìn)入地球軌道，在地球與軌道航天器之間運(yùn)送人員和物資，并滑翔降落于地面。1981年4月12日，第一架航天飛機(jī)哥倫比亞號(hào)發(fā)射成功。“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡哈勃望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)13.3米，直徑4.3米，重11.6噸，造價(jià)近30億美元，于1990年4月24日由美國(guó)航天飛機(jī)送上高590千米的太空軌道。

哈勃望遠(yuǎn)鏡是有史以來(lái)最大、最精確的天文望遠(yuǎn)鏡。它上面的廣角行星相機(jī)可拍攝到幾十到上百個(gè)恒星照片，其清晰度是地面天文望遠(yuǎn)鏡的10倍以上，其觀測(cè)能力等于從華盛頓看到1.6萬(wàn)千米外悉尼的一只螢火蟲(chóng)。2003年2月1日，哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)在重返地面的過(guò)程中突然發(fā)生解體燃燒，航天飛機(jī)上的七名宇航員，包括六名美國(guó)人及一名以色列人全部遇難。無(wú)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我國(guó)宇航事業(yè)的發(fā)展

1975年，返回式遙感衛(wèi)星，中國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星，用于對(duì)地觀測(cè)，運(yùn)行三天后按計(jì)劃返回地面；中國(guó)是第三個(gè)掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國(guó)家。

1970年，“東方紅”1號(hào)，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星。中國(guó)是第五個(gè)能自行發(fā)射衛(wèi)星的國(guó)家。中國(guó)航天風(fēng)云一號(hào)風(fēng)云二號(hào)中國(guó)首顆氣象衛(wèi)星；中國(guó)是第三個(gè)獨(dú)立研制并發(fā)射太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星的國(guó)家。1984年，試驗(yàn)通信衛(wèi)星：“東方紅”2號(hào)，標(biāo)志著中國(guó)是世界上第5個(gè)能發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的國(guó)家。通信衛(wèi)星

飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時(shí)23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)．這次成功發(fā)射實(shí)現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢(mèng)想，標(biāo)志著中國(guó)成為世界上第三個(gè)能夠獨(dú)立開(kāi)展載人航天活動(dòng)的國(guó)家，為進(jìn)一步的空間科學(xué)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．中國(guó)航天

1992年，中國(guó)載人航天工程正式啟動(dòng)．

2003年10月15日9時(shí)，我國(guó)“神舟”五號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國(guó)第一位航天員楊利偉送人太空．嫦娥工程

盡管人類已經(jīng)跨入太空，登上月球，但是，相對(duì)于宇宙之宏大，地球和月亮不過(guò)是茫茫宇宙中的兩粒塵埃；相對(duì)于宇宙之久長(zhǎng)，人類歷史不過(guò)是宇宙年輪上一道小小的刻痕……

宇宙留給人們的思考和疑問(wèn)深邃而廣闊。宇宙有沒(méi)有邊界？有沒(méi)有起始和終結(jié)？地外文明在哪里？……

愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“一個(gè)人最完美和最強(qiáng)烈的情感來(lái)自面對(duì)不解之謎”。你想加入破解它的行列嗎？神舟六號(hào)搭載物搭載的8類64種物品中除了有中國(guó)載人航天辦公室及有關(guān)系統(tǒng)的載人航天工程紀(jì)念品外，還有極地考察國(guó)旗、國(guó)際奧委會(huì)會(huì)旗、上海世界博覽會(huì)會(huì)旗和“國(guó)防教育”、“見(jiàn)證中華騰飛”等旗幟，有《共和國(guó)元帥》特種郵票、《神舟六號(hào)》個(gè)性化郵票等郵品，有《躍馬圖》、《神州頌》、《和平頌》、《長(zhǎng)征萬(wàn)里圖》等書(shū)畫(huà)名家的作品。還有“我給神舟六號(hào)航天員寫(xiě)封信”征文活動(dòng)獲得特等獎(jiǎng)的作文和“兒童太空畫(huà)”等少年兒童作品。在這些搭載物品中，生物菌種、植物組培苗和作物、植物、花卉種子等將用于太空育苗實(shí)試驗(yàn)?！鞍踩珎恪苯德鋫忝娣e有1200平方米，半個(gè)足球場(chǎng)大小80多米長(zhǎng)，相當(dāng)于一座26層高的大樓。

制傘用的布料薄如蟬翼，傘重量?jī)H有90多千克，做傘筋用的布帶可以耐住100攝氏度以上的高溫。

經(jīng)減速傘減速，返回艙的速度從每秒150~200