萬有引力大講堂人類航天中的物理問題

人類航天中的物理問題

１９６１年４月１２日莫斯科時間上午９時零７分，加加林乘坐“東方”１號宇宙飛船從拜克努爾發(fā)射場起航，在最大高度為３０１公里的軌道上繞地球一周，歷時１小時４８分鐘，于上午１０時５５分降落在蘇聯(lián)境內(nèi)，完成了世界上首次載人宇宙飛行，實現(xiàn)了人類進入太空的愿望。人類進入太空第一人第一位遨游太空的女使者

太空廣袤無際、神秘莫測，能上天暢游一番該是多么幸運！第一位遨游太空的女使者——蘇聯(lián)宇航員瓦連金娜·捷列什科娃曾感慨地說：“我曾有幸成為人類最早開拓宇航道路中的一員。盡管歷盡千辛萬苦，但看到那么多人踏上了我們開辟的道路，真讓人欣慰?！弊詮乃?963年完成太空之旅以來，進入太空的女性已達40余位。

太空行走第一人：1965.3.18：列昂諾夫首次實現(xiàn)人類太空行走

人類登月：歷史化做瞬間永恒人造衛(wèi)星航天器1、載人飛船是一種承載3人以下航天員、在太空短期運行、可使航天員返回艙返回的一次性使用無翼航天器。航天器2、航天飛機是一種兼有雙重功能的載人航天器，是唯一可部分重復(fù)使用的航天器/運載器。航天器——太空之城:空間站3、空間站是體積大，具備一定試驗或生產(chǎn)能力，可提供多名宇航員長時間工作和生活。航天器——太空之城:空間站１９８６年２月，前蘇聯(lián)和平號空間站。國際空間站，又名“阿爾法”空間站從1994年開始分多個步驟建設(shè)安裝，至2006年全部建成。人類航天中的物理問題一、發(fā)射問題

1、地球?qū)χ車奈矬w有引力的作用，因而拋出去的物體要落回地面，但是，拋出的初速度越大物體就飛的越遠。牛頓在思考萬有引力定律時就曾設(shè)想過，如果沒有空氣阻力，當(dāng)速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上來，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星，簡稱人造衛(wèi)星。2、宇宙速度第一宇宙速度（環(huán)繞速度）

大?。?.9Km/s

第二宇宙速度（脫離速度）

大小：11.2Km/s

第三宇宙速度（逃逸速度）

大?。?6.7Km/s3、與發(fā)射衛(wèi)星和導(dǎo)彈相比，發(fā)射載人飛船加速度小得多，這主要是為航天員的安全和舒適著想．如果火箭加速度過大，航天員會感覺不舒適，甚至有生命危險．問：在加速上升過程中，宇航員處于什么狀態(tài)？飛船在發(fā)射升空時，如果宇航員是站立的，則他的心血管系統(tǒng)會受到何種影響?飛船在發(fā)射升空時，你認為宇航員采取什么姿勢為好?二、在軌運行問題

人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力為地球?qū)πl(wèi)星萬有引力，根據(jù)萬有引力定律和勻速圓周運動的規(guī)律可得：三、變軌問題

變軌問題：

當(dāng)衛(wèi)星與火箭分離時，假設(shè)人造衛(wèi)星跟地心距離為r，地球質(zhì)量為M，人造衛(wèi)星質(zhì)量為m，發(fā)射速度為v方向與萬有引力垂直，則：人造衛(wèi)星與地球間的萬有引力人造衛(wèi)星做圓周運動所需向心力1.當(dāng)F=F’時，人造衛(wèi)星沿圓軌道運行。2.當(dāng)F<F’時，人造衛(wèi)星做離心運動。3.當(dāng)F>F’時，人造衛(wèi)星做近心運動。思考：人造衛(wèi)星如何實現(xiàn)變軌？？？四、太空行走國際空間站兩名宇航員開始太空行走中國航天員首次太空行走五、返回問題

飛船繞地球飛行后，返回時是通過噴氣使飛船做減速運動，飛船應(yīng)向什么方向噴氣?減速過程中飛船的高度怎樣變化？