教科版高中物理必修第二册精品课件 第三章 万有引力定律 4 人造卫星 宇宙速度 5 太空探索(选学).ppt

本课结束二、人造地球卫星、载人航天与太空探索1.地球同步卫星:地球同步卫星位于地面上方高度约36000km处,因相对地面静止,也称静止轨道卫星。地球同步卫星与地球以相同的角速度转动,周期与地球自转周期相同。?2.太空探索(1)我国早期的火箭是现代火箭的鼻祖;近代火箭是从19世纪开始的;对近代火箭的研究作出重要贡献的科学家是俄国科学家齐奥尔科夫斯基,他研究了火箭运动的原理和液体火箭推进及喷射理论。(2)航天员阿姆斯特朗将左脚踏到月球表面,成为世界上第一个踏上月球的人。(3)中华民族探索太空的步伐也从未停止。明朝初年,陶成道就曾尝试利用火箭实现人们的飞天梦想。1970年4月24日,中国第一颗人造地球卫星发射成功。2003年10月15日,我国第一艘载人飞船“神舟五号”把航天员杨利伟送入太空。?2007年10月24日,我国首颗探测卫星“嫦娥一号”发射成功。2011年9月29日,我国首个目标飞行器和空间实验室“天宫一号”发射成功。2016年9月,太空空间站“天宫二号”成功发射。易错辨析判一判(1)只要运行周期是24h的卫星都是静止卫星。(×)解析除了运行周期跟地球自转周期相同外,还必须跟地球自转方向一致。(2)不是所有卫星的运行轨道都在赤道上空。(√)(3)同步卫星可以“静止”在北京的上空。(×)解析同步卫星一定在赤道上空。合格考试练一练如图所示,一颗科学实验卫星绕地球运行的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小,则该科学实验卫星绕地球运行的周期(C)A.等于24hB.等于地球同步卫星的周期C.小于地球同步卫星的周期D.大于地球同步卫星的周期解析由万有引力提供向心力,有,该科学实验卫星绕地球运行的轨道半径比地球同步卫星的轨道半径小,则该科学实验卫星绕地球运行的周期小于地球同步卫星的周期,故A、B、D错误,C正确。重难探究?能力素养全提升探究一宇宙速度的理解与计算【情境探究】假设你拥有了能以光速奔跑的能力,根据所学物理知识分析,要以光速从北京跑到上海,可能实现吗?要点提示不可能实现。当人或物体的速度超过第一宇宙速度时,会脱离地球表面,即在地表运动的速度不能超过第一宇宙速度7.9km/s。【方法突破】三个宇宙速度比较项数值意义说明第一宇宙速度(环绕速度)7.9km/s物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度7.9km/s是地球卫星的最小发射速度,也是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度,在地面附近发射速度大于7.9km/s又小于11.2km/s时,卫星在椭圆轨道上绕地球运动比较项数值意义说明第二宇宙速度(逃逸速度)11.2km/s物体挣脱地球引力的束缚,永远离开地球的最小发射速度当11.2km/s≤v16.7km/s时,卫星脱离地球引力的束缚,成为太阳系的一颗“小行星”第三宇宙速度16.7km/s物体挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间的最小发射速度当v≥16.7km/s时,卫星脱离太阳引力的束缚,飞到太阳系外名师点睛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引力做功。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,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。【应用体验】典例1假设探月卫星“嫦娥五号”的轨道是圆形的,且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s,则该探月卫星绕月运行的最大速率约为(B)A.0.4km/s B.1.8km/sC.11km/s D.36km/s针对训练1我国航天事业的快速发展,充分体现了民族智慧、经济实力、综合国力,也大大促进了我国生产力的发展。下列关于我国航天器的发射速度、绕行速度的说法正确的是(C)A.火星探测器“天问一号”的发射速度大于第三宇宙速度B.探月工程中“嫦娥五号”的发射速度大于第二宇宙速度C.北斗卫星导航系统中“地球静止轨道卫星”的绕行速度小于第一宇宙速度D.中国空间站中“天和”核心舱的发射速度大于第二宇宙速度解析火星探测器并没有脱离太阳引力束缚