新人教高一物理必修二课件%3A6.5--宇宙航行 (共23张PPT)

人造卫星如何变轨
以发射同步卫星为例，先进入一个近地的圆轨道，
然后在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨
道的近地点为近地圆轨道
Q
上的P，远地点为同步轨
道上的Q）到达远地点
Q时再次点火加速，进入
同步轨道。
P
例、如图，宇宙飞船A在低轨道上飞行，为了给更高轨 道的宇宙空间站B输送物质，需要与B对接，它可以采用 喷气的方法改变速度，从而达到改变轨道的目的，则以
宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）V1=7.9km/s 2、第二宇宙速度（脱离速度）V2=11.2km/s
这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行 的人造行星的最小发射速度。
★如果人造天体的发射速度大于11.2km/s而小于 16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳 就成为该椭圆轨道的一个焦点。
点为近地圆轨道上的P，远地点为同步轨道上的Q），到达
远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。设卫星在近地
圆沿轨转道移上轨运道行刚到的速达率远地为点v1，Q时在的P点短时间加速v3后的速率为v2，
速率为v3，在Q点短时间
加速后进入同步轨道后的
v1
速率为v4。试比较v1、v2、
v3、v4的大小，并用大于号
速圆周运动，已知月球表面重力加速度为g，月球半径为R，
“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r，从发射
“嫦娥二号”到在绕月轨道上正常运行，其示意图如图所示，则
下列说法正确的A是D（
）
Q
A．在Q点启动火箭向运动方向喷气
P
B．在P点启动火箭向运动方向喷气
C．“嫦娥二号”在绕月轨道上运行的 速率为 r 2 g
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。上午11时28分32秒上午11时28分11:28:3221.3.18
谢谢观看
将它们排列起来______。
v2 > v1 > v4 > v3
v2
例、2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心成
功发射，标志着我国航天事业又取得巨大成就。卫星发射过程中，
假设地～月转移轨道阶段可以简化为：绕地球做匀速圆周运动的
卫星，在适当的位置P点火，进入Q点后被月球俘获绕月球做匀
它们分别是绕地球做匀速圆周运动的人造卫 星的最大线速度和最小周期。
2、同步卫星（五定）
相对于地面静止的卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。
①周期等于地球自转周期即 T=24小时 ②轨道平面必与赤道平面重合
③高度h为确定的值h=5.6R=3.6×104km ④线（角）速度为确定的值v=3.1×103m/s
下说法正确的是（ B ）
A、它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变小 B、它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变大 C、它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变大 D、它应沿运行速度的反方向喷气， 与B对接后周期变小
例、某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后
在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地
宇宙速度 1、第一宇宙速度（环绕速度）V1=7.9km/s
★如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落 到地面而不能绕地球运转；
★等于这个速度卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆 周运动；
★如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆 轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点。
第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也 是人造地球卫星的最大运行速度。
黑洞问题（教材P46）
任何星球都有 “第二宇宙速度”,若某星球的第二宇 宙速度超过光速c，则任何物体都无法摆脱该星球的引 力，从宇宙的其他部分看来，它就象是消失了一样，这 就是所谓的“黑洞”。
宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）V1=7.9km/s 2、第二宇宙速度（逃逸速度）V2=11.2km/s 3、第三宇宙速度（脱离速度）V3=16.7km/s
人造卫星的发射速度和运行速度
1、发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置 时的初速度。
2、运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做 匀速圆周运动的线速度．
3、人造地球卫星的发射速度与运行速度之间的大小 关系：
描述卫星运行的参量
轨道半径r、周期T、线速度v、角速度ω、向心加速度a
地球
例、关于人造地球卫星，下列说法中正确的是（ C ）
3、1969年7月16时32分，阿波罗11号飞船在美国卡纳维拉尔角 点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。7月20日 10时56分，阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并说出那句载入 史册的名言：“对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类 而言，却是巨大的飞跃。”
4、1992年中国载人航天工程正式启动。2003年10月15日9时， 我国神州五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国 第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10 月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。
梦想成真（自学）
5、2005年10月12日—17日，神舟六号载人飞船经过115小时 32分的太空飞行，在完成我们真正意义上有人参与的空间科 学实验后返航顺利着陆，航天员费俊龙、聂海胜安全返回。 6、我国探月计划
2004年－2007年 为“绕”的阶段，主要目标是发射“嫦 娥一号”探测卫星，对月球进行为期1年的全球性、整体性 和综合性探测。（ 2007年10月24日18时05分，长征三号甲 运载火箭托举着嫦娥一号卫星顺利升空。）
牛顿的思考
V0
水平抛出的物体，初速度越大其射程越大。 地球是一个球体，那么当平抛的初速度很大
时，物体是否还能落回地面？
宇宙速度
思考：以多大的速度抛出物体，它才会环绕地球表
面运动,不会落下来?
mM
v2
G
R2
m R
G
mM R2
mg
v 6.4106 9.8 7.9103(m / s)
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周 运动的速度，叫做第一宇宙速度（环绕速度）。
r
D．“嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为 R2 g
r
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.3.1821.3.18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。11:28:3211:28:3211:283/18/2021 11:28:32 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1811:28:3211:28Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:28:3211:28:3211:28Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.3.1821.3.1811:28:3211:28:32March 18, 2021
。2021年3月18日星期四上午11时28分32秒11:28:3221.3.18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月上午11时28分21.3.1811:28March 18, 2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年3月18日星期四11时28分32秒11:28:3218 March 2021
2007年－2012年 为“落”的阶段，主要目标是实现月 球表面软着陆与月球巡视探测。
2012年－2017年 为“回”的阶段，主要目标是实现月球 表面软着陆并采样返回。
只有完成了这三
两种最常见的卫星 1、近地卫星：r≈R
线速度大小为：v1=7.9×103m/s 周期为：T=5.06×103s=84.7min
(ω=7.3×10-5rad/s)
⑤加速度大小为确定的值：a=0.23m/s2
同步卫星与地球的关系
例1、可以发射一颗这样的卫星，使其圆轨道 A．与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心 圆 B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心 圆 C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相 对地球表面是静止的 D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相 对地球表面是运动的
这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。
★如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳 的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚 而邀游太空了。
宇宙速度
7.9km/s<V＜11.2km/s
V1=7.9km/s 第一宇宙速度
V2 =11.2km/s 第二宇宙速度
V3 =16.7km/s 第三宇宙速度
A. 运行的轨道半径越大，线速度越大 B. 卫星绕地球运行的环绕速率可能等于8km/s C. 卫星的轨道半径越大，周期也越大 D. 运行的周期可能等于80分钟
梦想成真（自学）
1、1957年10月4日世界上第一颗人造卫星在苏联发射成功。
2、1961年4月12日苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞 船。飞船绕地球飞行一圈，历时108分，安全降落在地面，铸 就了人类进入太空的丰碑。