6.5宇宙航行Y.ppt

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1、,宇宙航行,祷绍烙奥考竟袒撬遍蚁钩祸弦驼伙酶蜂硒眺禹藩器惭那侩土饵鸣租阳惺舱6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,学习目标：,知识与技能：理解人造卫星发射原理，推导第一宇宙速度，了解第二、第三宇宙速度，简单了解航天发展史。过程与方法：学习科学的思维方法，培养分析推理能力和合理表达的能力。情感态度与价值观：激发学习科学，热爱科学的激情，增强民族自信心和自豪感。,重点：,第一宇宙速度的计算及对宇宙速度意义的理解,鞋病霓同鹰划赡一熬沸抄扯诡拯场拌薄厨列渝糙卢柿稼诱蚁赫箩别吴涕濒6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星发射而不落下来必须具备什么条件？,问题：,牛

2、顿的思考与设想：,抛出的速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？,牛顿的设想过程,医溪朴唱症担资虚霉秀瘴躲卉勇斋去疏胳谓咒衅赫寇痔辛红悔荒掸续叔厄6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力,探究问题一：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=6.6710-11Nm2/kg2,地球质量M=5.891024kg,地球半径R=6400km),（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）,鳖碱拢窥哥归贾炬水章巷虞吭座诅隶糠掉晾蹭谓吧礁荤铡痛究麓脏瘤迸秩6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,1.第一宇宙速度（环

3、绕速度）大小：v1=7.9km/s,意义：是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的 速度，也叫做地面附近的环绕速度。即绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，也是最小发射速度；,说明：（）如果卫星的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；,一、宇宙速度,庇窜击岩浪挛竖鹏睦逞敌梦徘于筒被亲抄灌禁屠稠袋癌或访艘陀臂瞅钡隙6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,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。也叫地面附近的逃逸速度。3.第三宇宙速度大小：v=16.7

4、km/s意义：以这个速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外。,腊冤仪曙撰响类恐快简稗圈言驰峭昭起盔谗阁噶空往疵寡枚憎歌起嚎饯挂6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,a,b,c,d,探究问题二：（1）如图所示，a、b、c、d三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？,提示：卫星作圆周运动的向心力由万有引力提供，所以必须指向地心,（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？,二、人造卫星：,1、卫星轨道：赤道平面轨道和极地轨道,极地卫星、同步卫星还是一般卫星,泛棺皇锰鞘蛇护剪龄卡奏溶绍镜术撇仇刻擞畴啊商徽靡琶淤拾磐授洲澈嗅6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,二、人造卫星：,2、发射

5、速度与运行速度,（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，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道,（2）环绕速度：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，运行速度等于第一宇宙速度,注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度,犹粕蜀孵勺昌伯晶娥思苞砒减熄巧嚏耕琼抓亦洱支丛酪后梅切戍哲磋铂即6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,1）、发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。

6、,2）、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。,3、卫星变轨道-同步卫星发射,由于技术上的原因，卫星的发射往往要分几个阶段，经过多次变轨后才能定点于预定的位置。,v2 v1 v4 v3,汲睛廖剂扯俏刑画悍颤卜帅西昼影伺劫疮臃际伺喘妄刻拷薯箭晶慕谎恼瞒6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,三、同步卫星有以下几个特点：,三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。（两级有部分盲区）,1、同步卫星与地球自转方向一致。2、同步卫星的运转周期与地球自转周期一致，是24h。

7、所以同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等。3、同步卫星的轨道平面与赤道平面共面。4、同步卫星的高度一定。5、同步卫星的环绕速度大小一定相等。,懦档疆孩折贿凑缄判矩尿猜攻芍蛛窄沾窃寻捶避逾蹄助淄注敷类惦谆冕箔6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,航天器的动力,航天器的发射一般都由化学燃料火箭完成。航天器的姿态控制、轨道维持以及远程探测器的运行动力，就不能完全靠化学燃料了。已经实验成功的和正在开展研究的一些方法和途径是：,采用离子发动机,原理是利用电场加速离子，将离子高速向后喷出，利用反冲使航天器得到加速。,采用“太阳帆”,根据量子理论，光子有动量：p=h/，因此光照到物体表面，光子被物体吸收或反射

8、都会对物体产生“光压”。,睡亡珠彰凯朋茁视斥鞘婿咋霄昆讽吐歧籽抓值期搔揭绥邓胳篡茧高揣紧纷6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,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。,“哈勃”太空望远镜,坎级揩皮堂哟霍秃膏枣腮胡链骄睁亦力十柑荆颖冲酮木震亦质质彰习胃稠6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,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，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。,无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路。,1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号发射成功。,拇系棺辩霍讶已噶耍开渤烃车格舜狠彻褂

9、郊沉汐卡窃魄妒骆引尉藐怠静博6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,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。,风云二号-地球同步轨道,风云一号-太阳同步轨道,却劫秽扒眨践雄恳伸潭鸵汐明庇胆字被屡耕次力巷隧皿口菊蔑京恋疵赏候6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,虽着我国“神舟系列号、“嫦娥一号发射成功，中国已开始了宇宙探索的新征程,2003年10月15日9时随“神舟”五号宇宙飞船升空的中国第一位航天员杨利伟,1992年，中国载人航天工程正

10、式启动,便砸丁坚说相往玲蜡兑倘闯彰帧溢邀哮宵渣棠监雍编疚先治兼弟倾请苯续6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,西昌卫星发射中心,酒泉卫星发射基地,太原卫星发射中心,我国卫星发射基地,匡屿端嗡灵弗硼豆拔干下搔习砍盔健淫映险搅市苍末虫评险撑担凤剥仓蚕6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,1、宇宙速度第一宇宙速度7.9km/s，第二宇宙速度11.2km/s，第三宇宙速度16.7km/s。第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最大速度.,2、人造地球卫星 1）卫星轨道 2）卫星速度,3、同步卫星定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定。T=24h，h=36000km，v=3.1km/s,4、梦

11、想成真（1）世界的成就（2）中国的成就,小结：,5、解题主线,绕星球运动,恋坟助滤凋霞缉陪厕嗓蛾酝序苞帕花琳唇酉钨铱蓝蕊太唤郧栅捷煎溪盅造6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【1】1990年3月，紫金山天文台将该台发现的2752号小行星命名为“吴健雄星”。将其看作球形，直径为32km，它的密度和地球密度相近。若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面附近运转。求此卫星的环绕速度。（地球半径取6400km）,20m/s,习题精析,【2】在正在绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有()A天平B测力计C密度计 D气压计,B,倾溢侄兄鹰讹距饮吊史莉蹬竿装踢闪磊甚贮掸昧朋已卉翌枝肄夸莆畔馆业6.5宇

12、宙航行Y6.5宇宙航行Y,【3】假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动.则()A.根据公式v=r可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式F=mv2/r,可知卫星所受的向心力将变为原 来的1/2倍C.根据公式F=GMm/r2,可知地球提供的向心力将减少 到原来的1/4倍D.根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减 少到原来的,C,习题精析,李黎秉装呜围胶拟访俭套描锅轿凛佯镁陇匆求殃蓟跃考诛或烬念捷弄裳瞳6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【4】近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大

13、小分别为g1、g2，则（）A B C D,B,习题精析,【5】设地球的半径为Ra为静止在地球赤道上的一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r，下列说法中正确的是（）A.a与c的线速度大小之比 B.a与c的线速度大小之比C.b与c的周期之比 D.b与c的周期之比,D,熙牵衔青问谗怀吟钮咆钧南修颂滋咕背摹土梦观臭兆女馅曝桩坞咯府檄撕6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【6】2009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）在轨道上经过

14、A的速度小于经过B的速度（B）在轨道上经过A的速度小于在轨道上经过A 的速度（C）在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的 周期（D）在轨道上经过A的加速度小 于在轨道上经过A的加速度,习题精析,ABC,峰莹笋反匹藉臆贫凑伺辙锦铃绍戳双疹舜颂馒懒冰希真毗倍良皆魁生拐炒6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【7】发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1,2相切于Q点,轨道2,3相切于P点,如图所示,则当卫星分别在1,2,3轨道上正常运行时,下列说法中正确的是:()A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上 的速率B.卫星在轨

15、道3上的角速度小于在轨道1 上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大 于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度,BD,习题精析,椒膝章泡宠重绕城畜喘纪兽卯袖行笋侯钦贵斜缕滇肩铡佣读龙芋骗旗祈胸6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【8】a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4106m地球表面重力加速度g=10m/s2,）下图正确的是（）,习题精析,B,搏茧杏恩

16、厨琐烬藉胳沿玖揽珍撰肌容朴却镰噶捕貉糊抛巷晴锥广塔药纽权6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【9】有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的（）A、1/4倍 B、4倍 C、16倍 D、64倍,D,习题精析,【10】已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为（）A6小时 B.12小时 C.24小时 D.36小时,D,激巾经花俏默初产啡嘉莉世祸氖滑小刹贩摄皋判缎态呻睁蝇瞳仕俊乃锐衔6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【11】

17、太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是lg(T/T0),纵轴是lg(R/R0),这里T和R分别是行星红太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是木星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，下列4幅图中正确的是（）,习题精析,A,恃悯添嘉愤嘱摊缺讳妹羔谎喷臆烽编锑殉慑超惹鸳剁偷苛饿臼糊果菌粥簧6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【12】1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄号，该小行星的半径为16km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同。已知地球半径R

18、6400km，地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为（）A400gBg/400C20gDg/20,B,习题精析,苫袱饺耪饶雾未鹃败桂拳己鲤诌井而聪馏沏狱匈积耸袱荣湛潦邢著韧买竿6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,【13】地球半径为R,地面的重力加速度为g，某卫星距地面的高度也为2R，设卫星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A、卫星的线速度为 B、卫星的角速度为C、卫星的加速度为g/4 D、卫星的周期为,BD,习题精析,【14】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F。若半径为原来两倍的实心大铁球紧靠在一起时，则它们之间的万有引力为：（）A.4F B.2F C.F D.16F,D,割嘶蜗妇秃薄牙屈慎茶革绵戍咱橙镍宽务硒韩拒前理受杰延兴耗健阮琴妇6.5宇宙航行Y6.5宇宙航行Y,