新人教版高一物理必修二课件:6.5《宇宙航行》(共19张)

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【最新】人教版物理必修二6.5 宇宙航行 课件 (共58张PPT)

【最新】人教版物理必修二6.5 宇宙航行 课件 (共58张PPT)

v1
GM R

6.671011 5.891024 6.37106
m / s 7.9km / s
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做 匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度,叫 做第一宇宙速度。
§6.5 宇宙航行
近地卫星的周期
R T 2 GM 地
3
(6.37 10 ) 2 3.14 s 11 24 6.67 10 5.98 10
§6.5 宇宙航行
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
人造卫星的轨道
立体
赤道平面
平面
所有卫星都在以地心为圆心的轨道上
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
人造卫星的轨道
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
梦想成真(航空领域重大成就)
则:r v ω a “全部固定”
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
圆轨道在赤道平面,即 在赤道的正上方;周 期与地球自转周期相 同,为24小时;绕行 方向为自西向东。
大家能否计 算出同步卫星 的高度,线速 度呢?
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
2、地球同步卫星的运行特征
①定轨道平面,其运行轨道平面在赤道平面内; ②定周期,即运行周期等于地球自转周期(24 h) ③定高度,即离地面高度一定(h=36000 km) ④定速度,即运行速度一定(v≈3.1km/s)
v1 V1、V2。则 大小分别为 v2
A.
B
R2 R1
等于(
)
R R
3 1 3 2
B.
C.

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 (共39张)PPT课件

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 (共39张)PPT课件
为r,求该卫星运行速度v。
近地卫星的运行速度是多大呢?
已 知 : G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
v m/s GM R
6.6710115.891024 6.4106
7.9km/s
2020/10/1
14
近地卫星的运行速度是多大呢?
2020/10/1
32
课堂小结:
33
练习:
34
35
2.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地面的高度是一样的
36
37
38
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
40
设卫星离地面高度为h
由 GM 地 m卫 (R 地 h)2
m卫
(
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北京正上方某一确定高度h ?
2020/10/1
30
2020/10/1
31
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。
10
2020年10月1日星期四
我国在1970年4月20日 发射了第一颗人造地球 卫星
2003年10月15日,神州五号 载人宇宙飞船发射升空
11

新人教高一物理必修二课件6.5--宇宙航行 (共23张PPT)

新人教高一物理必修二课件6.5--宇宙航行 (共23张PPT)

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。)
地球
例、关于人造地球卫星,下列说法中正确的是( C )
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。
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)。
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。
• 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 famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

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

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 课件(共36张PPT)

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 课件(共36张PPT)
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.当卫星“贴着” 地面运行时,运行速度等于发射速度.
关系:
1、发射速度总是≥运行速度。
2、发射速度越大,运行速度越小。
3、 第一宇宙速度是发射卫星的 最小发射速度,是卫星绕地球运 行时的最大运行速度。
三、第二宇宙速度(脱离速度)
1、定义: 在地面上发射物体,使之能
由公式可知:天体质量越大,半 径越小,第一宇宙速度越大。
看条件回答问题:在地球 表面处发射一个物体,则:
1、当V发<7.9km/s时,物体将? 2、当V发=7.9km/s时,物体将? 3、当7.9km/s<V发<11.2km/s时,物体将?
4、当11.2km/s≤V发<16.7km/s时,物体将?
够摆脱地球引力的束缚,成为绕 太阳运动的人造行星所必须具备 的最小发射速度。
2、大小: V2 11.2km/ s
四、第三宇宙速度(逃逸速度)
1、定义:
在地面上发射物体,使之能 够摆脱太阳引力的束缚,飞到太 阳系以外的宇宙空间中去所必须 具备的最小发射速度。
V 2、大小: 3
16.7km/
s
答案: 8.9m/s2; 7.3m/s
强化训练 训练2:中国紫金山天文台将1965年9月
20日发现的第2752号小行星命名为“吴 健雄星”,其直径2R2=32 km。如果该小 行星的密度与地球的密度相同,则对该小 行星而言,第一宇宙速度为多少? (已知地球半径为R1=6 400 km,地球的 第一宇宙速度v=8 km/s)
火箭点火起飞,飞船绕地球飞行一圈, 历时108分,然后重返大气层,安全降落在地 面,铸就了人类进入太空的丰碑。
■1969年7月20日,阿波罗11号将人类第一次

人教版高一物理必修2第六章6.5宇宙航行(共30张PPT)(优质版)

人教版高一物理必修2第六章6.5宇宙航行(共30张PPT)(优质版)

T = 2π R g
=84.6min 最小周期
问题:能否发射一颗周期为80分钟的人造卫星?
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度
大小:v=11.2km/s 意义:以这个速度发射,物 体刚好能克服地球的引力作 用,永远的离开地球而绕太 阳运动。
3、第三宇宙速度
“旅行者”1号探测器 1988年飞出太阳系
如果物体的发射速度等于或大于16.7km/s时
三 梦想成真
2 中国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空
2007年10月24日嫦娥
一号月球探测器发射 成功
三、梦想成真
伴随着“神舟’五号的发射成功,中国已正式启动“嫦娥工 程”,开始了宇宙探索的新征程.
2003年10月15日 神舟五号 杨利伟
2005年10月12日 神舟六号 费俊龙聂海胜
要与地球同步,卫星的轨道平面必须与赤道平面平行,又由于向 心力是万有引力提供的,卫星轨道的圆心必须是地心。
三、梦想成真 同步卫星有以下几个特点:
5、同步卫星高度固定不变
(R+h)
解得高度 :h=
-
km
线速度: v2r2 3 .1 4 4 .2 3 17 7 m 0/s 3 .1 k/m s
T
2 4 3600
6.5 宇宙航行
为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转? 飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚?
实际的卫星发射过程 简化的卫星发射过程
火箭发射 火箭飞行过 大炮发射 卫星飞行过
程中,除了受引力外, 程中,只受引力,完全
还受向前的推力。
凭借惯性进入轨道。
v发 射
v运行
运行速度: 指卫星在轨道上绕 地球转动时的线速度

高一物理人教版必修二同步课件:6.5宇宙航行(共25张PPT)

高一物理人教版必修二同步课件:6.5宇宙航行(共25张PPT)

Hale Waihona Puke 三宇宙速度大小: v3 16.7km / s 第三宇宙速度的意义:使卫星挣脱太阳引 力束缚的最小发射速度。 注意:发射速度大于11.2km/s,而小于 16.7km/s,卫星绕太阳作椭圆运动,成为一颗 人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s, 卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外 的空间。
法一:万有引力提供物体作圆周运动的向心力
GMm R2

mv 2 R
在地球表面以多大的速度抛出这个物体,它 才会绕地球表面运动,不会落下来?(已知地球质 量 M, 地球半径R ,地球表面重力加速度g,引力常 量为G)
方法二:重力提供物体作圆周运动的向心力
v
gR 9.8 6.4 10 m / s
在地球表面以多大的速度抛出这个物体,它 才会绕地球表面运动,不会落下来?(已知地球质 量 M, 地球半径R ,地球表面重力加速度g,引力常 量为G) 【方法一】万有引力提 【方法二】重力提供物 供物体作圆周运动的向 体作圆周运动的向心 心力 力
在地球表面以多大的速度抛出这个物体,它 才会绕地球表面运动,不会落下来?(已知地球质 量 M, 地球半径R ,地球表面重力加速度g,引力常 量为G)
人造地球卫星的运行速度
设地球的质量为M,卫星的质量为m,r是轨 道半径,由于万有引力提供向心力,则
Mm v2 G 2 m r r
GM v r
可见,高轨道上运行的卫星线速度小。
角速度与周期和轨道半径的关系如何呢?
v GM r r3
r3 T 2 GM
2
可见,高轨道上运行的卫星角速度小,周期 长。
GM v= = 7.9km / s 1、第一宇宙速度: V1 R 地球人造卫星的最小发射速度

高一物理必修二课件:6.5宇宙航行

高一物理必修二课件:6.5宇宙航行

m
v2 r
,得v=
GM,即v∝
r
1,则r减小时,v增大.
r

G
Mm r2
mr(
2 T
)2,
得T=
4 2r3,则r减小时,T减小。故选C GM
练习
1.关于第一宇宙速度,下列的说法中正确的B是C(
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

宇 方法一:万有引力提供物体作圆周运动的向心力

速 度
GMm R2
m
v2 R
,
v
GM R
方法二:地表附近,重力近似等于万有引力
GMm
mg
m
vgR22
v
GM,
,
7.9km/ s
R2
R
g=9.8m/s2,R=6400km,代入数据得:v 7.9km / s
探 究 1、第一宇宙速度(环绕速度) v1=7.9km/s. 一 宇 (1)如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度,卫星 宙 将落到地面而不能绕地球运转; 速 度
宇航员出舱
地球是人类的摇篮,但是人类不会永远生活在
摇篮里。
——齐奥尔科夫斯基
练习
2. 如图所示,a、b、c是地球大气层外
圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、bb 质量相
BD
同,且小于c的质量,则(

a
A . b所需向心力最大
B . b、c周期相等,且大于a周期
地球
c
C . b、c向心加速度相等,且大于a的向心加速度
D . b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度
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• 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 famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
第三宇宙速度(脱离速度):v =16.7千米/秒
(卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度)
第5节 宇 宙 航 行
3、卫星的运行规律
立体
赤道平面
平面
所有卫星都在以地心为圆 心的圆(或椭圆)轨道上
“高轨低速长周期”
已知:地球质量M,半径R,卫星距地面高度h,引 力常量G .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h的关系.
课堂练习
月球探测卫星发射
地月转移轨道
减速制动
月球
点火加速
地球




[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,月球的半 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?
课堂练习
思考:以多大的速度将物体抛出,它才 会绕地球表面运动,不会落下来呢?
M
F引 r
R
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?
m
由F引=F向得到
Mm v2
G m
r2
r
v GM r
当r=R时即近地卫星 ,由 v GM可得v=7.9km/s R
探究: 若卫星的发射速度大于7.9km/s ,会怎样呢?
5第5节 宇 宙 航 行 宇宙航行
第5节 宇 宙 航 行
第5节 宇 宙 航 行
1、牛顿的设想
英国科学家牛顿 (1643-1727)
在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中, 牛顿设想抛出速度很大时,物体就不会落回地面。
第5节 宇 宙 航 行
v0
若抛出物体的水平初速度足够大,物体将 会怎样?
第5节 宇 宙 航 行
P
V=7.9Km/s 11.2>V>7.9

第5节 宇 宙 航 行
2、卫星的发射(三种宇宙速度)
第一宇宙速度(环绕速度):v =7.9千米/秒
(地球卫星的最小发射速度)
Mm
v2
mg G
R2
m R
v
GM或v R
gR
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)
第5节 宇 宙 航 行
航天科学的三位先驱
齐奥尔科夫斯基 罗伯特•戈达德 韦纳·冯·布劳恩
课堂小结
1、宇宙速度:
第一宇宙速度:v=7.9km/s 是卫星发射的最小速 度,是卫星绕地球运行的最大速度。
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/s,是挣脱太阳束缚的 最小发射速度。
[例2]如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上
运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c
的质量,则( BD) A.b所需向心力最大 B.b、c周期相等,且大于a周期
b a
地球
c
C.b、c向心加速度相等,且大于a的向心加速度
D.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度
课堂练习
[例3]据某报报道,某国发射了一颗周期 为80分钟的人造地球卫星,请你用学过的 知识判断这则新闻的真伪。
2、研究天体运动的基本方法: 把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运
动,万有引力提供天体或人造卫星的向心力.
• 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。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
地球同步卫星
所谓地球同步卫星是指与地球自转同 步,相对于地面静止的人造卫星.
特点:
(1)角速度 ,周期(T=24h)与地球相同,是一 个恒量.
(2)轨道一定,在赤道平面上. (3)距地面高度一定(h=3.6×107m)
即轨道平面一定,高度一定,运动快慢一定
1、为什么必须在赤道平面上?
w
因:(1)同步卫星与 地
可以看出卫星的线速度随高度增大 而减小,角速度随高度增大而减小 ,周期随高度增大而增大。在周期 、角速度、线速度和轨道半径四个 物理量中,一个量发生变化时,另 外三个量一定同时变化。
故:
r
V发 V运
第一宇宙速度v1=7.9km/s是近地卫星的发射 速度和运行速度,是人造卫星的最小发射速 度最大运行速度.
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
• 15、会当凌绝顶,一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
• 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。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
球自转同步必须自西向东
转, (2)万有引力全部提
O
供做向心力,圆心就是地心
.所以:同步卫星轨道平面必定在赤道平面上.
2、为什么高度一定?
万有引力提供做向心力
由: G(RM h)m 2 m4 T 22(Rh) 得:
h3
GMT2
4 2
R
把T=86400s,M=5.98x1024kg,R=6.37x106m得h=3.58x107m

THE END 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。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/18
谢谢观看
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 7:57:01 AM • 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立,天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
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