7.4宇宙航行-人教版高中物理必修第二册课件(共21张PPT)
一、牛顿的设想
牛顿曾设想, 从高山上 用不同的水平速度抛 出物体,速度一次比一 次大,则落点一次比一 次远- - - - -当速度足 够大时, 物体就围绕地 球旋转,成为一颗人造 卫星
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7.4 宇宙航行
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课前回顾
万有引力：
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宇宙速度 1、第一宇宙速度
物体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。
在地球上，卫星的最小发射速度
v1 7.9km / s （小于该速度则发射不成功）
轨道：贴着地球表面（附近）转动的速度
被称为：地球的第一宇宙速度
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计算：贴着地球表面转 动的那颗卫星，它的速 度是多少？
设地球的质量为M， 人造卫星质量为m，
卫星贴着地球表面转动，
它到地心的距离为r，求
卫星的速度v，由： 卫星受地球的万有引力充当卫星转动的向心
力F万 = F向
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课前导入
思考：地球上的物体，怎样才能离开地球
进行宇宙航行呢？
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思考
地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航 行呢？
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2、第二宇宙速度
当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它 就会克服地球的引力，永远离开地球。我
们把11.2km/s叫做第二宇宙速度。
v2 11.2km / s
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G
Mm
2
mv 2
解得： v
GM r
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公式的推导
G
Mm r2
m
v2 r
mω2r
m
4π2 T2
r
m an
v GM r
ω
GM r3
T 2π r3 GM
an
GM r2
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探究宇宙奥秘，奔向遥远的太空。自古以来就 是人类的梦想。
嫦 娥 奔 月
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八大行星围绕太阳转动
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学习目标 1．了解人造卫星的有关知识； 2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速
度； 3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系； 4．了解地球同步卫星运转的规律．
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人教版必修第二册PPT7.4宇宙航行[新版本]
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课堂小结
课堂小结
再见
mv2 mg
R
解得
v gR
一、宇宙速度
v= 7.9 km/h
第一宇宙速度。物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度。
7.9 km/h<v<11.2 km/h
绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
一、宇宙速度
9 km/s，而小于11. C．M的环绕周期比N的小
v>11.2 km/h
科技改变生活与思维观念
A．M的线速度比N的小 1了、解确我定国研及究其对他象国：家被深封空闭探的测气的体状（况液体）
1绕9.地7核球聚运变行的轨迹就不是圆，而是椭圆。 2例.①1 (△卫x星: 弹环簧绕的速形度变)绕量地:球△做x=圆l-周l0（运伸动长的状卫态星：的长线度速-度原(长；)压缩状态：原长-长度） ；
B．M的角速度比N的大 4C、．将M2的中环各绕条周件期代比入N气的体小公式中，求解未知量。
第七章 万有引力与宇宙航行
4 宇宙航行
新课引入
新课引入
新课引入
新课引入
科技改变生活与思维观念 航天尤甚
新课引入
物体到达什么速度才不因重力而落至地面?
1、确定研究对象：被封闭的气体（液体） ② k:劲度系数（单位：N/m）注：k只与弹簧自身有关，与F、△x无关；弹簧“软”、“硬”指 k不同。 （1）定义：把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法。 ①选定直角坐标系，使坐标轴与尽可能多的力重合；
卫星M、N环绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是( A ) 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供的，有
例1 (卫星环绕速度)绕地球做圆周运动的卫星的线速度( ) 8大.1于气或体等的于等此温物变体化会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。 3了、解通我常国把及裂其变他物国质家能深够空发探生测链的式状反况应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
7.4 宇宙速度优质课件— 人教版高中物理必修第二册PPT
2．第二宇宙速度(脱离速度) 到 大远小3在太小在离为．地阳为地1开第1面1系面.地三26附.以附k球7宇m近k外近所宙/ms发所发。需/速s射。需射的度飞的飞最(逃行最行小逸器小器发速，发，射度使射使速)之速之度能度能，够，够称脱称脱为离为离第太第地二阳三球宇的宇的宙引宙引速力速力度作度作，用，用其飞其永大 会会C3在2下5其在 中(就例(会(④在其3其24k在练(B259中933科4k对①B33多13mm． ． ． ． ．． ． ． ． ．．．．kkkk)))推推地列中地轨一3推定地中中地习轨学第定位 人人mmmm选..：近关第第我 关近第我第“““导 导 面 说 有 面道 次 导 速 面 有 有 面 1道 家 一 周////于造 造)ssss年于如三二国 ：于年三国三如天天天的的时，第第附法静附 地比第度附静静附地们宇期地地 地来地图宇宇发 我地来宇发宇图宫宫宫速速，则一一近正止近 球一一：近止止近球对宙：球球 球，球4宙宙射 国球，宙射宙5”””度度万该宇宇发确轨发 卫次宇由发轨轨发卫其速所所赤卫 卫所自同速速的 发同自速的速一一一抛抛有探宙宙射的道射 星远宙于射道道射星中度有示道星 星示然步度度“ 射步然度“度号号号出出引月速速飞是同飞 绕速同飞同同飞绕地同.(，上的 的，环灾卫天 了卫灾天((((比比比逃脱逃逃的的力卫度度行步行 地度步行步步行地震步A方三 三牛绕害星宫 一星害宫“““为逸离逸逸物物大星，，器卫器 球，卫器卫卫器球、卫，种 种顿速在 的 ”颗 的 在 ”神 神神地速速速速体体于绕知知，星，一知星，星星，一海星相轨 轨在度世说一 绕说世一舟舟舟面度度度度可可卫月道道使和使 圈道高使和和使圈啸周对道 道思)界法号 月法界号的”””上))))能能星运三三之中之 的三度之中中之的的期(于： ：考各正和 运正各和理八八八的沿沿所行个个能轨能 时个确能轨轨能时研均地万地确“ 行确地“解号号号待需的CC宇宇够道够 间宇定够道道够间究为面有)频的神 的的频神周周轨轨角发的最宙宙脱地脱 小宙，脱地地脱小结T静引频是舟 探是频舟＝期期道道速射向大速速离球离 于速则离球球离于果止力发” 月发”((2长长运运度卫心速度度太卫地 度其地卫卫地表224不定生八 卫生八44动动大星力率h的的阳星球 的轨球星星球明小小动律.，号 星，号，))，约含含的的 含道的的，...时时，时给在 “给在B卫 为义义引引 义半引引地它就为人对 嫦人对星（力力 径力力球...的曾近类接 娥类接将作作 确作作的角设地带前 一带前向用用 定用用自速想）圆来， 号来，圆飞永 ，永永转度，轨巨“ ”巨“心到远 因远远将跟把道大天 大天.运太离 此离离因地物卫损宫 损宫动阳开 线开开此球体星失” 失”而系地 速地地缓的从，。一 。一落以球 度球球慢自高C号 号回外所 、所所变为转山的 的地所需 角需需快地角上运 运面需的 速的的。球速O行 行。的最 度最最点同度轨 轨最小 大小小以步相道 道小发 小发发不卫同高 高发射 均射射同星，度 度射速 不速速的.广为 为速度 变度度速泛33度， ，，度.55应00，称 称称v用kk水mm称为 为为于平，，为 第第 第通抛“ “第二 二二信出神 神三宇 宇宇，，舟 舟宇宙 宙宙又速” ”宙速 速速叫度八 八速度 度度同一号 号度， ，，步次的 的，其 其其通比运 运其大 大大信一行 行大小 小小卫次轨 轨小为 为为星大道 道为111.，111高 高1... 落6度 度.地为 为点3344也33
7.4宇宙航行PPT教学课件【新版】人教版(2019)高中物理必修第二册
五、同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较
（教学提纲）7.4宇宙航行获奖课件— 2020-2 021学 年【最 新版】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册（免 费下载 ）
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本课完结
• 例题3 “如图所示，a，b，c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，卫
星a和b质量相等且小于卫星c的质量，则 （ C ）
A．卫星b所需向心力最小 B．卫星b，c的周期相同且大于卫星a的周期 C．卫星b，c的向心加速度大小相等，且大于卫星a的向心加速度 D．卫星b，c的线速度大小相等，且小于卫星a的线速度
三、人造地球卫星
1.人造地球卫星得轨道 （1）椭圆轨道：地心位于椭圆的一个焦点上。 （2）圆轨道：卫星围绕地球做匀速圆周运动，卫星所需要的向心 力由万有引力提供，由于万有引力指向地心，所以卫星的轨道圆心 必然是地心，即卫星在以地心为圆心的轨道平面内做匀速圆周运动。
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本课完结
• 例题3 “如图所示，a，b，c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，卫
星a和b质量相等且小于卫星c的质量，则 （ C ）
A．卫星b所需向心力最小 B．卫星b，c的周期相同且大于卫星a的周期 C．卫星b，c的向心加速度大小相等，且大于卫星a的向心加速度 D．卫星b，c的线速度大小相等，且小于卫星a的线速度
三、人造地球卫星
1.人造地球卫星得轨道 （1）椭圆轨道：地心位于椭圆的一个焦点上。 （2）圆轨道：卫星围绕地球做匀速圆周运动，卫星所需要的向心 力由万有引力提供，由于万有引力指向地心，所以卫星的轨道圆心 必然是地心，即卫星在以地心为圆心的轨道平面内做匀速圆周运动。
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7.4宇宙航行人教版(教材)高中物理必修第二册ppt上课(课件)
11.2km/s时，飞行器绕地球的轨迹变 感谢5.2班同学的精彩演唱。“每种色彩都应该盛开，别让阳光背后只剩下黑白，每一个人都有权利期待，爱放在手心跟我来，这就是最
好的未来。”掌声有请9.1班的《最好的未来》，请4号参赛班级9.2班作好准备。
成椭圆； 11．李白在《蜀道难》一诗中，摹写行人艰难的步履、惶恐的神情的句子是“扪参历井仰胁息，以手抚膺坐长叹”。
答案：A
[变式训练1-1] (多选)第一宇宙速度是物体 在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速 度,则有 ( )
A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越 大
B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越 大
C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关 D.第一宇宙速度与地球的质量有关
答案: CD
任务二：人造地球卫星
(3)当卫星的速度突然减小时, GMr2m>mvr2,即 万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运 动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变小。
说明： ①加速度: 卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到 的万有引力相同，所以加速度相同。 ②周期: 变轨前后,航天器在不同轨道上（圆或椭圆轨道） 的运行周期的大小可根据开普勒第三定律判断。
2．同步卫星：
(1)定义：位于赤道正上方，相对于地面静止的卫星， 又叫静止卫星，常用于无线电通信，故又称通信卫星。
(2)特点：
3．极地卫星：运行时每圈都经过南北两极， 由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。
4．近地卫星：是在地球表面附近环绕地球 做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可 近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为 7.9 km/s。
2. 第二宇宙速度：v2＝11.2 km/s
3. 第三宇宙速度：v3＝16.7 km/s
好的未来。”掌声有请9.1班的《最好的未来》，请4号参赛班级9.2班作好准备。
成椭圆； 11．李白在《蜀道难》一诗中，摹写行人艰难的步履、惶恐的神情的句子是“扪参历井仰胁息，以手抚膺坐长叹”。
答案：A
[变式训练1-1] (多选)第一宇宙速度是物体 在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速 度,则有 ( )
A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越 大
B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越 大
C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关 D.第一宇宙速度与地球的质量有关
答案: CD
任务二：人造地球卫星
(3)当卫星的速度突然减小时, GMr2m>mvr2,即 万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运 动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变小。
说明： ①加速度: 卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到 的万有引力相同，所以加速度相同。 ②周期: 变轨前后,航天器在不同轨道上（圆或椭圆轨道） 的运行周期的大小可根据开普勒第三定律判断。
2．同步卫星：
(1)定义：位于赤道正上方，相对于地面静止的卫星， 又叫静止卫星，常用于无线电通信，故又称通信卫星。
(2)特点：
3．极地卫星：运行时每圈都经过南北两极， 由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。
4．近地卫星：是在地球表面附近环绕地球 做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可 近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为 7.9 km/s。
2. 第二宇宙速度：v2＝11.2 km/s
3. 第三宇宙速度：v3＝16.7 km/s
7.4宇宙航行人教版(教材)高中物理必修第二册PPT
动的说，德国有莱茵河，法国有塞那河，埃及有尼罗河，那么，我可以骄傲的说，中国有大堰河。是的，如果把诗人半个世纪的创作看成是一条巨大的河流的话，那么，大堰河就
是他永不枯竭的源头。
v 2 7. 在文中强调学习应当用心专一，并且从正面设喻，指出即使像蚯蚓那样弱小，如果用心专一也会有所成的句子是：蚓无爪牙之利，筋骨之强，上食埃土，下饮黄泉，用心一也。
A
练习1
• 2020年7月23日，中国“天问一号”探测器发射升空并成功进入
预定轨道，开启了火星探测之旅，我国迈出了自主开展行星探测
的第一步。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地
球半径的，地球表面的重力加速度为g。下列说法中正确的是
（ A．火星表面的重力加速度约为
• B．火星的平均密度为
ACD
让学生分析他这是一种什么心理。明确：嫉妒、红眼病。
③“若舍郑以为东道主”至“君亦无所害”——说明舍郑会对秦国有益。如果说第二层是分析危害动摇秦伯的话，这一层则是引诱秦伯了。假如烛之武继续挑拨秦、晋关系，很可能引起
对方的反感。因此，他换了一个角度，阐明郑国存在对秦国可能有的种种好处。攻郑还是友郑，秦王当然要权衡利弊了。
地球做匀速圆周运动，向心力由地球
对它的万有引力提供，
即
G
Mm r2
m
v2 r
，则卫星在轨道
上运行的线速度.
v GM r
有人说，第一宇宙速度也可用 gR (式
舞幽壑之潜蛟，泣孤舟之嫠妇。
中g为重力加速度，R为地球半径)算出， 只要你拥有一部智能手机，打开APP，你就可以通过扫描二维码的方式解锁一辆停在路边的自行来自，以极低的费用，轻松的骑到目的地。
四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆
7.4宇宙航行课件—高一下学期物理人教版必修第二册
运行速度：v GM
Rh
r(R h), h, v,T , a,均为定值
part 6 人造地球卫星的运动特点
（1)同步卫星
②特点
F向
G F引
r(R h), h, v, a,均为定值
，T与地球相同
轨道平面： 只能在赤道平面内
同步卫星是环绕卫星的一 个特例，只是在特定的平 面周期等于地球自转周期， 故称之为同步卫星。
2
M 以用地球半径R而代表卫星 以上讨论都是在理想情况下进行，即发射人造卫星及卫星运行过程中，我们不考虑一切阻力，卫星轨道是圆周。
2003年10月15日9时
它问是题人 1 是造到不地是球地卫卫星星心离在的地近面地地越圆高形心，轨的环道绕上距速的度运离越行r小速. ，度所V 以发射速度越小呢？
人造地球卫星的运动特点 人造地球卫星的运动特点
它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度V 例2 设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动。
以 11.2km/ s 为第二宇宙速度。 已知火星的第一宇宙速度为金星白身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍。
人造地球卫星的运动特点
——卫星最小发射速度，最大环绕速度
人造地球卫星的运动特点
（3)辨析发射速度,环绕速度与运行速度
（2)近地卫星与同步卫星比较
轨道半 径
运行周 期
运行速 轨道平度面
轨道平 面
近地卫星
6.4*106m
85 min
过 地 7心. 9的* 1任0意3 m平/ s面 内 过地心的任意平面 内
同步卫星
4.2*107m
24h
只3能. 1在* 1赤0 3道m平/ s面 内 只能在赤道平面
内
part 6 人造地球卫星的运动特点
7.4 宇宙航行(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
v gr 106400103 8103m / s
第一部分 宇宙速度
1.建立模型与基本思路
(1)建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动
(2)基本思路：向心力由地球对卫星的万有引力提供
Mm
v2
G r2
m r
v GM r
请计算：已知地球半径 R = 6400 km，地球质量 M = 6.0×1024 kg，卫 星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度有多大？
G
Mm r2
m
v2 r
m 2r
m
2π 2 T
r
ma
R
r
v 1 r
1
r3
T r3
1 a r2
4.地球同步卫星
(1)定义：相对于地面静止且与地球自转 具有相同周期的卫星叫地球同步卫星。
(2)特点：六个“一定”
①转动方向一定：和地球自转方向一致；
②周期一定：和地球自转周期相同，即T＝24 h ； ③角速度一定：等于地球自转的角速度 ；
2003年10月15日9时，我国 神州五号宇宙飞船把中国第一 位航天员杨利伟送入太空，标 志着我国成为世界上能够独立 开展载人航天活动的国家。
2.我国的载人航天和太空探索
天和号太空舱
嫦娥五号
2.我国的载人航天和太空探索
天问一号火星探测器
课堂小结
课堂练习
1．关于地球的宇宙速度，下列表述正确的是（ B ） A．第一宇宙速度 v=7.9km/s，是人造地球卫星运行时的最小速度 B．第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度 C．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D．人造地球卫星运行时的速度可以等于第二宇宙速度
东方红1号卫星
1.我国的发射的卫星
第一部分 宇宙速度
1.建立模型与基本思路
(1)建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动
(2)基本思路：向心力由地球对卫星的万有引力提供
Mm
v2
G r2
m r
v GM r
请计算：已知地球半径 R = 6400 km，地球质量 M = 6.0×1024 kg，卫 星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度有多大？
G
Mm r2
m
v2 r
m 2r
m
2π 2 T
r
ma
R
r
v 1 r
1
r3
T r3
1 a r2
4.地球同步卫星
(1)定义：相对于地面静止且与地球自转 具有相同周期的卫星叫地球同步卫星。
(2)特点：六个“一定”
①转动方向一定：和地球自转方向一致；
②周期一定：和地球自转周期相同，即T＝24 h ； ③角速度一定：等于地球自转的角速度 ；
2003年10月15日9时，我国 神州五号宇宙飞船把中国第一 位航天员杨利伟送入太空，标 志着我国成为世界上能够独立 开展载人航天活动的国家。
2.我国的载人航天和太空探索
天和号太空舱
嫦娥五号
2.我国的载人航天和太空探索
天问一号火星探测器
课堂小结
课堂练习
1．关于地球的宇宙速度，下列表述正确的是（ B ） A．第一宇宙速度 v=7.9km/s，是人造地球卫星运行时的最小速度 B．第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度 C．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D．人造地球卫星运行时的速度可以等于第二宇宙速度
东方红1号卫星
1.我国的发射的卫星
7.4 宇宙航行 课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
回地面，这个速度有多大？
一. 宇宙速度
第一宇宙速度
1.推导
简单认为卫星在地球表面附近（R=r）绕地球做匀速圆周
运动：
方法一：飞行器运动所需的向心力是由地球对它的万有引力
提供，即
Mm
v2
G 2 m
R
R
v
GM
R
方法二：黄金代换法
v2
mg m
R
m
v
r
v gR
第一宇宙速度
2.数值
7.9km/s
C. 与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且从地球表
面看卫星是静止
D. 与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对
地球表面是运动的
P7：1
总结—宇宙航行
1.第一宇宙速度：v1
GM
gR 7.9km/s
R
；
是最小的发射速度，也是最大的运行速度；
2.近地卫星：贴地飞行，线速度v=7.9km/s；
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。
梦想成真
“
嫦
娥
五
号”
任
务
回
顾
2020年12月17日，经过20多天，嫦娥五号探测器在一次任务中，
连续实现我国航天史上首次月面采样、月面起飞、月球轨道交会
对接、带样返回等多个重大突破，成功带回1.7kg月球土壤。
星表面的自由落体加速度是多大？金星的第一宇宙速度
是多大？
答案：金星表面的自由落体加速度是8.9 / 2 ；
金星的第一宇宙速度是7.3/。
总结—宇宙速度
一. 宇宙速度
第一宇宙速度
1.推导
简单认为卫星在地球表面附近（R=r）绕地球做匀速圆周
运动：
方法一：飞行器运动所需的向心力是由地球对它的万有引力
提供，即
Mm
v2
G 2 m
R
R
v
GM
R
方法二：黄金代换法
v2
mg m
R
m
v
r
v gR
第一宇宙速度
2.数值
7.9km/s
C. 与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，且从地球表
面看卫星是静止
D. 与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对
地球表面是运动的
P7：1
总结—宇宙航行
1.第一宇宙速度：v1
GM
gR 7.9km/s
R
；
是最小的发射速度，也是最大的运行速度；
2.近地卫星：贴地飞行，线速度v=7.9km/s；
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。
梦想成真
“
嫦
娥
五
号”
任
务
回
顾
2020年12月17日，经过20多天，嫦娥五号探测器在一次任务中，
连续实现我国航天史上首次月面采样、月面起飞、月球轨道交会
对接、带样返回等多个重大突破，成功带回1.7kg月球土壤。
星表面的自由落体加速度是多大？金星的第一宇宙速度
是多大？
答案：金星表面的自由落体加速度是8.9 / 2 ；
金星的第一宇宙速度是7.3/。
总结—宇宙速度
宇宙航行 课件 -高一物理人教版(2019)必修第二册
发展需要大家的知慧和力量。
5. 小结与练习
小结
▪ 请说出第一、二、三宇宙速度的数值以及其物理意义。
▪ 请收集我国航天事业发展的历程，并在习题课上交流。
练习1
▪ 在北斗卫星导航系统中,北斗 - G6 卫星在赤道上方约 3.59×104 km 处的圆
形轨道上运行,恰好相对于地球表面静止不动,是一颗“地球同步卫星”。分析
▪ 由 =
可见，轨道半径r越大，则v越小
▪ 即较高轨道上运行的线速度比较低轨道上运行的线速度要小
▪ 换句话说，第一宇宙速度就是环绕地球做匀速圆周运动的最大速度
▪ 也是发射一颗人造卫星所需要的最小速度
2. 第二、三宇宙速度
第二、三宇宙速度
▪ 当飞行器的速度大于11.2km/s时候，它就会克服地球的引力而离开地球，
说明该卫星为什么是“静止不动”的。
练习2
▪ 阅读材料：
▪ “神舟五号”是我国第一艘载人飞船,总长 9.2 m,总质量 7.79×103 kg,装有 52
台发动机,能精确调整飞船的飞行姿态和运行轨道。其返回舱直径 2.5 m,容
积约为 6 m3。“神舟五号”飞船在太空中在轨运行了 14 圈,历时 21 h 23
风云系列卫星则主要是GEO卫星以及一些SSO卫星。
▪ 可以通过它们的名字的编号来判断卫星的类型。
▪ 例如北斗二号-M1是地球中轨道卫星，北斗二号G1属于地球静止轨道卫星，
而北斗二号-G2则是亚地球同步轨道（已经于2022年1月被遗弃到墓地轨
道）。
4. 宇宙航行
千年一梦
▪ “地球是人类的摇篮，但类不可能永远生活在摇篮中。
的飞跃.”
▪ 1971年4月9日，苏联发射了“礼炮1号”空间站两年后，美国将“天空实验室”空间站送人太空，并在空间站中进行了人类无
5. 小结与练习
小结
▪ 请说出第一、二、三宇宙速度的数值以及其物理意义。
▪ 请收集我国航天事业发展的历程，并在习题课上交流。
练习1
▪ 在北斗卫星导航系统中,北斗 - G6 卫星在赤道上方约 3.59×104 km 处的圆
形轨道上运行,恰好相对于地球表面静止不动,是一颗“地球同步卫星”。分析
▪ 由 =
可见，轨道半径r越大，则v越小
▪ 即较高轨道上运行的线速度比较低轨道上运行的线速度要小
▪ 换句话说，第一宇宙速度就是环绕地球做匀速圆周运动的最大速度
▪ 也是发射一颗人造卫星所需要的最小速度
2. 第二、三宇宙速度
第二、三宇宙速度
▪ 当飞行器的速度大于11.2km/s时候，它就会克服地球的引力而离开地球，
说明该卫星为什么是“静止不动”的。
练习2
▪ 阅读材料：
▪ “神舟五号”是我国第一艘载人飞船,总长 9.2 m,总质量 7.79×103 kg,装有 52
台发动机,能精确调整飞船的飞行姿态和运行轨道。其返回舱直径 2.5 m,容
积约为 6 m3。“神舟五号”飞船在太空中在轨运行了 14 圈,历时 21 h 23
风云系列卫星则主要是GEO卫星以及一些SSO卫星。
▪ 可以通过它们的名字的编号来判断卫星的类型。
▪ 例如北斗二号-M1是地球中轨道卫星，北斗二号G1属于地球静止轨道卫星，
而北斗二号-G2则是亚地球同步轨道（已经于2022年1月被遗弃到墓地轨
道）。
4. 宇宙航行
千年一梦
▪ “地球是人类的摇篮，但类不可能永远生活在摇篮中。
的飞跃.”
▪ 1971年4月9日，苏联发射了“礼炮1号”空间站两年后，美国将“天空实验室”空间站送人太空，并在空间站中进行了人类无
7.4宇宙航行—人教版(2019)高中物理必修第二册课件
课堂小结
宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）: v1=7.9km/s 第二宇宙速度（脱离速度）: v2=11.2km/s
第三宇宙速度（逃逸速度）: v3=16.7km/s
宇 宙 航 行
第一宇宙速度 物理意义
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 是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度 是在地面附近发射人造地球卫星的最小发射速度
那么，发射速度为多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的 人造卫星呢？
建立模型
物体在地球附近绕地球运动时，太阳的作用可以忽略。在简化之后， 物体只受到指向地心的引力作用，物体绕地球的运动可视作匀速圆 周运动。设地球的质量为 m地， 物体的质量为 m，速度为 v，它到 地心的距离为 r。万有引力提供物体运动所需的向心力。
第七章 万有引力 与宇宙航行
7.4 宇宙航行
1、万有引力等于重力
两
mg
G
Mm R2
M gR2 G
条
黄金代换：GM＝gR2
基 2、万有引力提供向心力
本
思
G
Mm r2
ma向
m
v2 r
m 2r
m( 2
T
)2 r
路
M
4 2r 3
GT 2
中 国 人 的 嫦 娥 奔 月
仰望星空，一片浩瀚璀璨，人 类一直都梦想飞往太空，那要 怎样才能实现呢？
1．特点： ⑴定周期：T=24h=86400s
⑵定点：相对于地面静止。
⑶定轨道：同步卫星轨道必须在赤道上空
⑷定高度：由
GMm (R h)2
m4
T2
2
(R
h)2
h
3