《宇宙航行》教学课件.pptxVIP

;学习目标：

1.[科学思维]了解人造地球卫星的最初构想，会推导第一宇宙速度。

2.[科学思维]知道同步卫星和其他卫星的区别，会分析人造地球卫星的受力和运动情况并解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题。

3.[科学思维]了解发射速度与环绕速度的区别与联系，理解天体运动中的能量观。

4.[科学态度与责任]了解宇宙航行的历程和进展，感受人类对客观世界不断探究的精神和情感。;自;知识梳理

阅读本节教材，回答第59页“问题”并梳理必要知识点。教材第59页“问题”提示：这个速度是7.9km/s。;一、宇宙速度

1．第一宇宙速度

(1)物体绕地球速度推导：物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，有，由此解出v＝________(m地为地球质量，r为物体做圆周运动的轨道半径)。

(2)数值：已知地球的质量，近似用地球半径R代替r，算出v＝

＝___________，这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。;第一宇宙速度的其他三种叫法：最小发射速度、最大环绕速度、近地绕行速度。;2．第二宇宙速度

当飞行器的速度等于或大于____________时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把____________叫作第二宇宙速度。

3．第三宇宙速度

在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于____________，这个速度叫作第三宇宙速度。;图解三个宇宙速度

;二、人造地球卫星载人航天与太空探索

1．同步卫星：地球同步卫星位于____上方高度约36000km处，因相对地面静止，也称静止卫星。地球同步卫星与地球以相同的______转动，周期与地球________相同。

2．1957年10月，苏联成功发射了世界上第一颗____________。

1969年7月，美国“阿波罗11号”登上____。

2003年10月15日，我国“神舟五号”把航天员______送入太空。;×;2．中国计划于2020年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度()

A．等于7.9m/s

B．大于16.7m/s

C．大于7.9m/s且小于11.2m/s

D．大于11.2m/s且小于16.7m/s;[解析][第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，第三宇宙速度为16.7km/s，由题意可知：火星探测器的发射速度大于11.2km/s且小于16.7km/s，故D正确。];3．关于地球同步卫星的说法正确的是()

A．所有地球同步卫星一定在赤道上空

B．不同的地球同步卫星，离地高度不同

C．不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等

D．所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等;合;考点1宇宙速度的理解与计算;(1)怎样求地球的第一宇宙速度？不同星球的第一宇宙速度是否相同？

(2)把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？;?;?;?;2．第一宇宙速度的两种推导方法

对于近地人造卫星，轨道半径r近似等于地球半径R＝6400km，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力，g取9.8m/s2，则

;[特别提醒]上述两种推导地球第一宇宙速度的方法，也可以推广运用到其他星球上去。知道某个星球的质量M和半径R，即可用求得该星球的第一宇宙速度；同样，若知道该星球的半径R和重力加速度g，也可用求得该星球的第一宇宙速度。;3．决定因素

由第一宇宙速度的计算式可以看出，第一宇宙速度的值由中心天体决定，第一宇宙速度的大小取决于中心天体的质量M和半径R，与卫星无关。;4．对发射速度和环绕速度的理解

(1)“最小发射速度”：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难，因为发射卫星要克服地球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道，而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。;(2)“最大环绕速度”：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由可得，轨道半径越小，线速度越大，所以在这些卫星中，近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕速度。;【例1】2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功发射北斗系统第五十四颗北斗导航卫星，卫星顺利进入预定轨道。若已知地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的第一宇宙速度为v1，则();[解析][设地球半径为R，则地球的第一宇宙速度