《宇宙航行》5(新人教版必修2).PPT课件

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人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行 课件 (共27张PPT)

人教版高中物理必修二6.5  宇宙航行  课件 (共27张PPT)

(3)速率、角速度、加速度一定
(4)高度一定: 在赤道上空 (5)轨道平面一定:与地球赤道平面共面
三颗同步卫星作为通讯卫星,则可覆盖全球。
例3.关于地球同步卫星,下列说法正确的是( ACD ) A.它的运行速度小于7.9km/s B.它的运行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重合 D.每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
C.c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上
的c D.a卫星由于某原因,轨道半径 缓慢减小,其线速度将增大
3.根据观察,在土星外层有一个环,为了判断该环是土星
的连续物还是小卫星群,可测出环中各层的线速度V与该 层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是 ( AD ) A.若V与R成正比,则环为连续物
R1∶R2=3∶1,下列有关数据之比正确的是( D ) A.周期之比T1∶T2=3∶1 B.线速度之比v1∶v2=3∶1 C.向心力之比F1∶F2=1∶9
D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9
2.如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动 的3颗卫星,下列说法正确的是( D ) A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度 B.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
例1.关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是 ( BC )
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
三、人造卫星的超重和失重
1.发射和回收阶段 发射 回收 2.沿圆轨道正常运行 只受重力 a = g 完全失重 加速上升 减速下降 超重 超重

6.5《宇宙航行》课件(新人教版必修2)

6.5《宇宙航行》课件(新人教版必修2)

已知:地球质量 ,半径R,卫星距地面高度h, 已知:地球质量M,半径 ,卫星距地面高度 ,引 力常量G 请你利用已学的知识 请你利用已学的知识, 力常量 .请你利用已学的知识, 探究卫星绕地球的运 行速度v 周期T与高度 的关系. 与高度h的关系 行速度 、周期 与高度 的关系
课堂练习
减速制动
月球探测卫星发射
(地球卫星的最小发射速度) 地球卫星的最小发射速度)
GM v= 或 v = gR R 第二宇宙速度(逃逸速度): =11.2千米 ):v 千米/ 第二宇宙速度(逃逸速度):v =11.2千米/秒
(卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度) 卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度)
Mm v2 mg = G 2 = m R R
专题学习网站
中国载人航天工程网: 中国载人航天工程网: 中国探月网: 中国探月网:/
韦纳·冯 布劳恩 韦纳 冯·布劳恩
第5节 宇 宙 航 行
4、 梦 想 成 真
历史放映厅:人类载人航天 年 历史放映厅:人类载人航天50年
课堂小结
1、宇宙速度: 宇宙速度
第一宇宙速度: 第一宇宙速度:v=7.9km/s 是卫星发射的最小 7.9km/ 速 是卫星绕地球运行的最大速度。 度,是卫星绕地球运行的最大速度。 第二宇宙速度: 11.2km/ 第二宇宙速度:v=11.2km/s,是卫星挣脱地球 束 缚的最小发射速度 第三宇宙速度: v=16.7km/ 第三宇宙速度: v=16.7km/s,是挣脱太阳束缚 的 最小发射速度。 最小发射速度。
月球
地月转移轨道
点火加速
地球
月 球 轨 道
我国发射的探月卫星“嫦娥一号”的轨道半径是圆形的, [例1] 我国发射的探月卫星“嫦娥一号”的轨道半径是圆形的, 且贴近月球表面。已知月球质量约为地球质量的1 80, 且贴近月球表面。已知月球质量约为地球质量的1/80,月球的半 径约为地球半径的1 地球第一宇宙速度约为7 km/s, 径约为地球半径的1/4,地球第一宇宙速度约为7.9km/s,求“嫦 娥一号”探月卫星绕月球运行的速率? 娥一号”探月卫星绕月球运行的速率?

高中物理人教版必修二6.5宇宙航行课件(共43张PPT)

高中物理人教版必修二6.5宇宙航行课件(共43张PPT)

人类遨游太空回顾
• 尼尔·阿姆斯特朗 巴兹·奥尔德林
• 1969年7月20日,美 国宇航员巴兹·奥尔德 林(如图)和尼尔·阿 姆斯特朗(头盔中影 像)乘“阿波罗”11 号飞船首次登上月球。
人类遨游太空回顾
• 布鲁斯·麦坎德利斯
• 1984年6月7日,美国 航天飞机“挑战者” 号宇航员布鲁斯·麦坎 德利斯使用载人机动 装置,离开航天飞机 320英尺,完成了人类 首次无安全索太空行 走
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的 速度
5.把卫星绕地球的运动看做匀速圆
周运动,则离地球越远的卫星( BCD )
A.周期越小
B.线速度越小
C.角速度越小 D.受到的地球引
力越小
6、发射一颗绕地球做圆周运动
的人造卫星,如果它的轨道半径是
地球4倍,它的轨道速度是第一宇
宙速度的多少倍?
解:万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有
小结:
一、牛顿的设想 ----发射人造卫星 二、卫星的动力学方程 F万 = F向 三、宇宙速度:
第一宇宙速度(环绕速度): V 7.9km / s 1
第二宇宙速度(脱离速度): V 11.2km / s 2
会推导,理解它是 最小的发射速度, 最大的环绕速度
第三宇宙速度(逃逸速度): V 16.7km / s 3
G
Mm r2

答:低轨道上的运行速度大,因为卫星离地心越近 (r越小),它的运行速度就越大。
3.发射速度和运行速度是同一个速度吗? 答:不是。 运行速度: 指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。 发射速度:
指被发射物在地面附近离开发射装置时的速v度发射。
v环绕

人教版物理必修二课件6.5 :宇宙航行 (共23张PPT)

人教版物理必修二课件6.5 :宇宙航行 (共23张PPT)
2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个 确定轨道上 ,即同步卫星轨道平面与地球赤道 平面重合,卫星离地面高度为定值。
对同步卫星:其r、 v、ω、T 、均为定值
计算同步卫星高度
由万有引力提供向心力
Mm
4 2
G (R h)2 m T 2 (R h)
h3
GMT 2
4 2
R 3.6 107 m
同步通讯卫星轨道半径: R h 4.2107 m
同步卫星的线速度
解:由G万M有m引力 提m供 2向心力 故 :
r2
r
由此解出:
GM r
将地球质量M及轨道半径r代入,可得同步通讯 卫星的速率

GM r
6.67
1011 6.0 4.2 107
1024
m
/
s

3.1103
但在2003年2月1日,哥伦比亚号航 天飞机在重返地面的过程中突然发 生解体燃烧,航天飞机上的七名宇 航员全部遇难。(其中有6名美国 人、1名以色列人)
中国航天史
1970年, “东方红”1号, 中国第一颗人造卫星。中国是 第五个能自行发射卫星的国家。
1975年,返回式遥感卫星, 中国第一颗返回式卫星,用 于对地观测,运行三天后按 计划返回地面;中国是第三 个掌握卫星回收技术的国家。
思考:卫星运动的线速度、角速度 和周期与轨道半径的关系呢?
即:人造卫星的运动有何规律?
F
(1)

G
M地m卫 r2
m卫
v2 r
得:v
GM地 r
V
(2)
由G
M地m卫 r2

m卫2r得:

GM地 r3

宇宙航行课件PPT

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GM 或v R
gR
第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度 是地球卫星的最小发射速度
二、梦想成真
G
Mm r2
ma向
v2 m
r
mr 2
mr( )2
T
M a向 G r 2 , v
GM ,T 2
r
r 3 ,
GM
GM r3
mg
G
Mm r2
g
G
Mr 2(距地心r处的重力加速度)
在地面r
R,g
GM R2
2
T
离地面高度:h=36000km。
线速度: v =3.1km/s。
1. 为 了 同 步 卫 星 之 间 不 互 相 干扰,大约3°左右才能放 置1颗,这样地球的同步卫 星只能有120颗。可见,空 间位置也是一种资源。

人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行公开课教学课件共38张PPT

人教版高中物理必修二6.5  宇宙航行公开课教学课件共38张PPT
1.世界航天史 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。实现了人类第一 次进入太空。 他的非凡勇气,鼓舞了更多 人为航天事业奋斗。
探究问题7:
看书“梦想成真”这块内容,了解航天史上还 有哪些值得我们记住的重大事件?
三、梦想成真
1.世界航天史
1969年7月20日,阿波罗11号将人类送上了月球。 阿姆斯特朗走出登月舱,在月球上迈出了一小步, 却是人类迈出的一大步。
月球探测器发射成功。
爱因斯坦曾说过:“一个人最完美和最强烈的情 感来自面对不解之谜”。
课堂小结:
宇 宙 航 2.宇宙速度 行 3.梦想成真
1.牛顿的设想 第一宇宙速度(环绕速度)
v1=7.9km/s 第二宇宙速度(逃逸速度) v2=11.2km/s
第三宇宙速度(脱离速度) v3=16.7km/s
它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度22009年5月航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后在a点从圆形轨道进入椭圆轨道b为轨道上的一点如图所示关于航天飞机的运动下列说法中正确的有a
6.5 宇宙航行
歌曲:加油,去宇宙
6.5 宇宙航行
学习目标:
1.了解牛顿关于人造地球卫星的最初构想。 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题 。 3.知道三个宇宙速度的含义和数值,会推导第一 宇宙速度。 4.通过实例,了解人类对太空的探索历程,感受 人类对客观世界不断探究的精神和情感。
GM v r
二、宇宙速度
1.第一宇宙速度(v=7.9km/s):
(1)定义:物体在地面附近绕地球做匀速圆周运 动的速度。
(2)第一宇宙速度的理解: 第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度, 也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。

人教版必修二6.5《宇宙航行》精品.

人教版必修二6.5《宇宙航行》精品.

(
2
T
)2
(R

h)h
3
解得h
GM 地T 2
4 2
R地
3.6 104 km
5.6R地
地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h ?
同步卫星
为了卫星之间不互相干扰, 大约3°左右才能放置1颗,这样 地球的同步卫星只能有120颗。可 见,空间位置也是一种资源。
凡是人造卫星的问题都可从下列关 系去列运动方程,即:
• 教学重点: 第一宇宙速度的推导. • 教学难点:运行速率与轨道半径之间的关系. • 教学方法 :探究、讲授、讨论、练习 • 教具准备:录像资料、多媒体
一、人造卫星的发射原理 二、宇宙速度 三、人造卫星的运动规律 四、地球同步卫星
一、人造卫星的发射原理
牛顿设想: 抛出速度很大时,物体就不会落加地面
设地球质量为M,半径为R。人造地球卫星 在圆轨道上运行,质量为m,轨道半径为r。
那么,在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的
速度v如何推算?
G
Mm r2
m
v2 r
v GM r
v 1 r
卫星离地心越远,它运行的速度越慢。
近地面的卫星的速度是多少呢?
已 知 : G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
高中物理新必修2 系列
序言
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新人教版高中物理必修二 教学课件:6.5 宇宙航行(共28张PPT)

新人教版高中物理必修二 教学课件:6.5 宇宙航行(共28张PPT)

到太阳系以外。
概念辨析
发射速度和运行速度
1、发射速度:是指被发射物在地面附近离开发射装置 时的速度。
①宇宙速度均指发射速度
②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度,也 是环绕地球运行的最大速度 2、运行速度:是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周 运动的速度。
GM v1 r
r↑ v↓
近地卫星 v发 v运 其它卫星 v发 >v运
(4)如果卫星发射速度大于7.9km/s,而小于 11.2km/s,卫星将沿椭圆轨道绕地球运行.
2.第二宇宙速度(大小:v=11.2km/s ):当物体的速度大
于或等于11.2km/s时,它就会克服地球的引力,永远离开 地球。 3.第三宇宙速度(大小:v=16.7km/s ):如果物体的速度 大于或等于16.7km/s,物体就能摆脱太阳引力的束缚,飞
例1.发射一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,如果它
的轨道半径是地球半径的4倍,它的轨道速度是第一宇宙 速度的多少倍? 解:由万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力得
Mm v2 G 2 m r r
v GM r
设第一宇宙速度为v1,卫星的轨道速度为v2
v2 v1 r1 1 r2 2
1 v2 v1 2
地球
3.人造卫星运动参量的关系
(1)、线速度、角速度、周期、加速度等 设地球和卫星的质量 分别为M和m,卫星到地 心的距离为r,求卫星运 动的线速度v、角速度ω、 周期T 、加速度an?
V
F
由F引=F向得到:
Mm v G 2 m r r
GMm 2 mr ω r2
2
v
ω
2
GM ( r↑,v ↓) r
法一:万有引力提供物体作圆周运动的向心力
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第五节 宇宙航行
导入
从远古时代起人们就想象着飞向太空, 奔向月球,那么怎样才能实现这一梦想呢?
这一节我们来探究这个问题.
300多年 前,牛顿 提出设想:
一、宇宙速度
从高山上用不
地球
同的水平速度抛出
物体,速度越大,落
点离山脚越远.
如果没有空气阻力,当速度 足够大时,物体就永远不会落到 地面上,它将成为一颗绕地球运 动的人造地球卫星.
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考,在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches,Growing Up In Your Own Story
讲师:XXXXXX XX年XX月XX日
1,正常运行的人造卫星:
线速度:卫星绕地球做圆周运动,地球对卫星的 万有引力提供向心力。
设地球质量为M,半径为R.人造地球卫星在 圆轨道上运行,质量为m,轨道半径为r.
GMm
mv 2
r2
r
v GM r
v 从上式可以看出:
1,
r
Hale Waihona Puke 卫星离地心越远,它运行的速度越慢。
描述卫星运动的其他量:
(1)由GMm/r2=mω2r 得:ω= GM
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最 大速度
B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道 上的运动速度
C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的 最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运动时近地 点的速度
2.人造地球卫星绕地球做圆周运动的线速度
可以是( B )
①11.2km/s ②7.9km/s
③6km/s
④16.7km/s
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
3.在离地面某一高度围绕地球做圆周运动的 人造卫星,下列说法中正确的是( BC )
A.该卫星在轨道上的运行速度大于第一宇宙 速度
B.该卫星在轨道上的运行速度小于第一宇宙 速度
C.发射该卫星时的发射速度大于第一宇宙速 度
D.发送该卫星时的发射速度小于第一宇宙速 度
1969年7月16日9时32分,美国“阿波罗11 号”成功登月,标志着载人航天技术迅速发展.
1970年4月24日,中国成功地发射了第一颗 人造地球卫星——东方红
1992年,中国载人 航天工程正式启动.
2003 年 10月 15日 9时,我国“神舟”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.
地球
V1=7.9km/s
椭圆.当发射速度等于或大
于11.2 km/s时,它就会克服
地球的引力成为绕太阳运转的人造行星或飞到其
他行星上去.11.2 km/s称为第二宇宙速度.
4、第三宇宙速度:
当物体的速度v≥16.7km/s,物体就摆脱了太
阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去。
这个速度叫第三宇宙速度。

GM 6.67 1011 5.89 1024
V
1
R
6.37 106
7.9 103m / s 7.9km / s
方法二:卫星在地面附近绕地球 做圆周运动,可看作重力提供向心力:
mg m v2 R
v gR
7.9103 m / s
7.9km / s
这个速度是 卫星环绕地球做匀速圆周运动 的最大速度,叫第一宇宙速度.
r3
(3)由GMm/r2=4π2
mr T2
得:
T=2π r3
GM 可见:V 、ω、T 与 r 为 一 一对应关系
2.第一宇宙速度(7.9km/s)
v 由
GM 轨道越低,绕地球运行的
r
环绕速度越大.当卫星靠近地面运行时,
运行速度最大.这时可以认为 r 近似等于地
球半径R,把r用地球半径R代入,可以求
5,人造卫星的轨道:
二、梦想成真 探索宇宙的奥秘,奔向广阔而遥远的太空,
是人类自古以来的梦想,现在真的“梦想成真” 了.
1957年10月4日,前苏联发射成功了世界上 第一颗人造地球卫星.
1961年4月12日,前苏联宇航员加加林乘坐 “东方一号”载人飞船,成功绕地球运行了1圈, 铸就了人类进入太空的丰碑.
神舟八号无人飞船于2011年11月与“天宫 一号”目标飞行器进行了空间交会对接。
神舟九号飞船于2012 年6月16日18时37分成功 发射,中国航天员景海鹏、 刘洋、刘旺第一次入住“天 宫”。33岁的刘洋也成为中 国第一个飞向太空的女性。
神舟十号飞船将于
2013年6月至8月将搭载三 位航天员飞向太空。
这次成功发射实现
了中华民族千年的飞天 梦想.
2005年10 月12日9时整, 航天员费俊龙、 聂海胜驶乘神舟 六号载人飞船飞 向太空,开始了 中国人首次双人 太空多日行。
这标志着中国载人航天飞行由神舟五号的 验证性飞行试验完全过渡到真正意义上有人参 与的空间飞行试验。
翟志刚在 太空行走
神舟七号飞船于2008年9月25 日21点10分04秒用长征二号F火箭 发射升空.
当人造地球卫星脱离火箭的速度,叫发射 速度.卫星发射的越低,需要的发射速度越小, 因此第一宇宙速度也是发射人造地球卫星的最 小速度.
3、第二宇宙速度:
在地面上发射飞行器,
如果发射速度大于7.9 km/s 而小于11.2 km/s时,它绕 地球运行的轨道不是圆而是
V3=16.7km/s
V2=11.2km/s
伴随着“神舟” 号的发射成功,中国已正式 启动“嫦娥工程”,开始了宇宙探索的新征程.
2007年10月24日,我国成功发射了“嫦娥” 一号探月卫星。
2010年10月1日我国成功发射了“嫦娥”二 号探月卫星。
预定 “嫦娥三 号”于 2013年 下半年择 机发射。
1.关于第一宇宙速度,下列说法中错 误的是( D )
4.人造卫星离地面距离等于地球半径R,卫 星以速度v沿圆轨道运动,设地面的重力加速度为 g,则有 ( D )
A.V=√4gR B.V=√2gR C.V=√gR D.V=√gR/2
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
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