高中物理宇宙航行 衛(wèi)星如何上天？如何到達(dá)指定的高度或位置？上去后會(huì)掉下來嗎…課件人教版必修2

1、宇宙航行,,各種各樣的衛(wèi)星……,返回,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,,酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地,,太原衛(wèi)星發(fā)射中心,,,,我國具有世界上最先進(jìn)的航天技術(shù) 神州五號、六號載人航天的成功離不開萬有引力定律。 現(xiàn)在我們頭頂上有很多的人造衛(wèi)星，它們的發(fā)射離不開萬有引力定律。 衛(wèi)星如何上天？如何到達(dá)指定的高度或位置？上去后會(huì)掉下來嗎……有很多的問題…… 本節(jié)課我們利用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識對宇宙航

2、行作一個(gè)初步的了解與研究。,,,探究:地面上的物體，怎樣才能成為人造衛(wèi)星呢？,,300多年前，牛頓提出設(shè)想,,一、人造衛(wèi)星,二、宇宙速度（1）,討論1： 質(zhì)量為 m 的人造衛(wèi)星，繞質(zhì)量為 M 的地球作半徑為 r 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星的線速度有 V 與軌道半徑r之間有何關(guān)系呢？,分析：萬有引力作為向心力:方程：結(jié)論：,半徑越大，環(huán)繞速度越小。,二、宇宙速度（2）,——雖然“R大，V小”，但向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌

3、道發(fā)射衛(wèi)星難?！?yàn)橄蚋哕壍腊l(fā)射衛(wèi)星，火箭要克服地球引力對它的引力做的功多。,高軌道,低軌道,,,討論2：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星容易還是向低軌道發(fā)射衛(wèi)星容易？,,第一宇宙速度：v=7.9km/s,最小的發(fā)射速度最大的環(huán)繞速度 近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度,,討論3：在地面附近發(fā)射飛行器時(shí)如果發(fā)射速度大于7.9Km/S，或者更大時(shí)會(huì)對飛行器的運(yùn)行軌道有何影響？,討論4： 這三個(gè)“宇宙速度”的物理意義是什么？,二、宇宙速度（3

4、）,7.9km/s<V＜11.2km/s,,,,,V1——第一宇宙速度：衛(wèi)星剛好能在地表附近作圓周運(yùn)動(dòng)最小發(fā)射速度V2 ——第二宇宙速度：衛(wèi)星掙脫地球引力束縛最小發(fā)射速度V3 ——第三宇宙速度：衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛最小發(fā)射速度,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,,討論5:什么是地球同步衛(wèi)星？,所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期

5、T＝２４ｈ,討論6:地球同步衛(wèi)星能否位于北京正上方某一確定高度h ？,所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方 的一個(gè)確定軌道上,可見，空間位置也是一種資源。,人類在浩瀚的宇宙發(fā)射了多種多樣的人造衛(wèi)星其中有一種很特別的衛(wèi)星成為地球同步衛(wèi)星（經(jīng)常用做通訊衛(wèi)星）。,三、地球同步衛(wèi)星,同步衛(wèi)星的特點(diǎn)1.在赤道上方2.周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同3.高度一定,航天史：1、1957年10月4日世界上第一顆人造衛(wèi)星在蘇聯(lián)發(fā)射成功。2、1961年4月1

6、2日蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了東方一號載人飛船。飛船繞地球飛行一圈，歷時(shí)108分，安全降落在地面，鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑。3、1969年7月16時(shí)32分，阿波羅11號飛船在美國卡納維拉爾角點(diǎn)火升空，拉開人類登月這一偉大歷史事件的帷幕。7月20日10時(shí)56分，阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并說出那句載入史冊的名言：“對個(gè)人來說，這不過十小小的一步，但對人類而言，卻是巨大的飛躍?！?、1992年中國載人航天工程正式啟動(dòng)。2003年10月

7、15日9時(shí)，我國神州五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國第一位航天員楊利偉送入太空。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。,四、夢想成真,,5、2005年10月12日—17日，神舟六號載人飛船經(jīng)過115小時(shí)32分的太空飛行，在完成我們真正意義上有人參與的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)后返航順利著陸，航天員費(fèi)俊龍、聶海勝安全返回。6、我國探月計(jì)劃2004年－2007年 為“繞”的階段，主要目標(biāo)是發(fā)

8、射“嫦娥一號”探測衛(wèi)星，對月球進(jìn)行為期1年的全球性、整體性和綜合性探測。 2007年－2012年 為“落”的階段，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)月球表面軟著陸與月球巡視探測。2012年－2017年 為“回”的階段，主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)月球表面軟著陸并采樣返回。 只有完成了這三個(gè)階段后，中國才有可能考慮和實(shí)施載人登月。,1、人造衛(wèi)星2、宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s，衛(wèi)星剛好能在地表附近作圓周動(dòng)（1

9、、近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度；2、衛(wèi)星的最小發(fā)射速度；3、圓軌道的最大環(huán)繞速度）第二宇宙速度： V2=11.2km/s,衛(wèi)星掙脫地球引力束縛第三宇宙速度： V3=16.7km/s,衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛 3、地球同步衛(wèi)星,小結(jié),1、若某一人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，它的天線斷開，斷開的天線將如何運(yùn)動(dòng)？,2．在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的太空實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，下列儀器中不能正常使用的是A．彈簧秤 B．天平C．酒精溫度計(jì)

10、D．秒表,,小試牛刀：,,3．同步衛(wèi)星是指相對于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于同步衛(wèi)星的說法中正確的是 A．它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同值 B．它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地距離是一定的 C．它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同值 D．它只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的,布置作業(yè)：活動(dòng)與探究：請你收集有關(guān)資料，寫一篇科學(xué)報(bào)告，參考題材如下（也可自己另選題材