宇宙航行ppt課件

1、兩兩條條基基本本思思路路1、萬有引力、萬有引力等于等于重力重力2RMmGmgGgRM22G MgR黃代 換 ：金2、萬有引力、萬有引力提供提供向心力向心力22222()向MmvGmammrmrrrT 2324rMG T中國人的飛天夢中國人的飛天夢外國人的外國人的“飛天飛天”夢夢0vABCD讓物體做平拋運動初速度逐漸增大讓物體做平拋運動初速度逐漸增大O問問題題情情境境通過觀看動畫回答下列問題：通過觀看動畫回答下列問題：1、平拋物體水平初速度逐漸增大平拋物體水平初速度逐漸增大，物體的落地點怎，物體的落地點怎樣變化？樣變化？2、若拋出物體的水平初速度足夠大若拋出物體的水平初速度足夠大, ,物體將會怎

2、樣物體將會怎樣? ?試大膽猜想。試大膽猜想。 越來越遠越來越遠物體不再落回地面物體不再落回地面它將繞地球運動成它將繞地球運動成為地球的一顆衛(wèi)星為地球的一顆衛(wèi)星一一.宇宙速度宇宙速度牛頓的猜想牛頓的猜想牛頓的手稿牛頓的手稿方法一：由于衛(wèi)星在地球表面附近環(huán)繞，衛(wèi)星做圓周運動的向心力可看作由重力提供。66.37 109.8m/s 7.9km/svgR2vm gmR問題一：問題一： 設地球的質(zhì)量為設地球的質(zhì)量為M M，繞地球做勻速圓周運動，繞地球做勻速圓周運動的飛行器的質(zhì)量為的飛行器的質(zhì)量為m m，飛行器的速度為，飛行器的速度為v v，他到地心的，他到地心的距離為地球半徑距離為地球半徑R R。求飛行速

3、度。求飛行速度v v。 （若已知地球表面（若已知地球表面重力加速度重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，R=6400kmR=6400km）方法二：萬有引力提供物體作圓周運動的向心力22MmvGmRR112466.67105.89 10m/s7.9km/s6.3710GMvR1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具備的速度 說明：說明：（）如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)（）如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將星將落到地面而不能繞地球運轉(zhuǎn)；落到地面而不能繞地球運轉(zhuǎn)；（）等于這個速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運動；

4、 討論：在地面附近發(fā)射飛行器時如果發(fā)射速討論：在地面附近發(fā)射飛行器時如果發(fā)射速度大于度大于7.9Km/S7.9Km/S，或者更大時會對飛行器的，或者更大時會對飛行器的運行軌道有何影響？運行軌道有何影響？如果速度繼續(xù)增加，達到或大于如果速度繼續(xù)增加，達到或大于11.2km/s11.2km/s時，它就會時，它就會克服地球的引力，永遠離開地球，成為繞太陽運動的克服地球的引力，永遠離開地球，成為繞太陽運動的一顆人造行星。一顆人造行星。如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運行，地心就成為橢圓軌道的一個焦點。 第二宇宙速度:物體克服地球引力,永遠脫離地球的速度. 第三宇宙

5、速度:物體掙脫太陽引力,飛出太陽系的速度. （逃逸速度）（逃逸速度） 11.2 km/s V 7.9 km/sV = 16.7 km/sV = 11.2 km/sV = 7.9km/s繞地球運動的軌跡就不再是圓，而是橢圓，發(fā)射速度越大，橢圓軌道越“扁”。 第一宇宙速度:物體在地表附近繞地球做勻速圓周運動的速度. （不同天體有各自的第一宇宙速度。如果衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落回地面。） 探究二：將各種衛(wèi)星繞地球運動都近似看成勻速圓周運動，你能推出衛(wèi)星環(huán)繞速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關系嗎？123422323222()2nnvGMmvrrGMmrMmrGrrmrTTGM

6、GMmaarr越大（高），v越小r越大， 越小r越大，T越大r越大，an越小思考：第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大速度還是最小速度？r最小，是最大環(huán)繞速度。注意：宇宙速度均指發(fā)射速度，衛(wèi)星的環(huán)繞速度注意：宇宙速度均指發(fā)射速度，衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于發(fā)射速度。一定小于發(fā)射速度。思考：第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最大速度還是最小速度？r最小，是最小發(fā)射速度。歸納：第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，也是最大環(huán)繞速度。如圖所示，如圖所示，A、B、C、D四條軌道中四條軌道中不能不能作為衛(wèi)星軌作為衛(wèi)星軌道的是哪一條？道的是哪一條？ 人造地球衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星答案：D軌道中心軌道中心地心地心_ 提供提供向心力向

7、心力萬有引力萬有引力 地球同步衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星 問題：你能否問題：你能否形象的描述它的軌道？形象的描述它的軌道？軌道與赤道重合軌道與赤道重合衛(wèi)星位于赤道的正上衛(wèi)星位于赤道的正上方的方的某一高度某一高度如何發(fā)射同步衛(wèi)星？如何發(fā)射同步衛(wèi)星？1特點： 定周期：T=24h=86400s定點：相對于地面靜止。定軌道：同步衛(wèi)星軌道必須在赤道上空定高度：由222() ()()MmGmRhRhT222733223.6 10 ( )44GMTR gThRRm定速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，其軌道半徑即確定，因此線速度、角速度大小均不變定加速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，其軌道半徑即確定，因此向心加速度大小也不變2、兩

8、顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比、兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m1 m2=1 2,軌道半徑之比軌道半徑之比R1 R2=3 1，下列有關數(shù)據(jù)之，下列有關數(shù)據(jù)之比正確的是比正確的是( )A、周期之比、周期之比T1 T2=3 1 B、線速度之比、線速度之比v1 v2=3 1C、向心力之比、向心力之比F1 F2=1 9 D、向心加速度之比、向心加速度之比a1 a2=1 9例題分析例題分析1、人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則、人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則( )A、速度越小，周期越小、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小、速度越小，加速度越小C、加速度越小、加速度越小,周期越大周期越大D、角速度越小、角速度越小,加速度越大加速度越大BCD1999年年5月月10日，我國成功地發(fā)射了日，我國成功地發(fā)射了“一箭雙一箭雙星星”，將，將“風云風云1號號”氣象衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星和“實驗實驗5號號”科科學實驗衛(wèi)星送入離地面學實驗衛(wèi)星送入離地面870km的軌道，已知地球的軌道，已知地球半徑為半徑為6400km，這兩顆衛(wèi)星的運動速度約為，這兩顆衛(wèi)星的運動速度約為（ ） A、11.2kms