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物理4 宇宙航行多媒体教学ppt课件
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这是一份物理4 宇宙航行多媒体教学ppt课件，共24页。PPT课件主要包含了教学目标，地球表面附近，地球同步卫星，留在月面的脚印，东方红一号，图6－5－3，答案A等内容，欢迎下载使用。
问题：抛出一个物体，物体将会落回到地面.如果物体被抛出时的初速度足够大，物体还会落回地面吗？英国科学家牛顿最早提出，抛出物体的初速度足够大时，物体将成为人造地球卫星，不再落回到地面.
宇宙速度1．第一宇宙速度v1＝____ km/s，卫星在_____________绕地球做匀速圆周运动的速度，又称环绕速度． 2．第二宇宙速度v2＝_____ km/s，使卫星挣脱_____引力束缚的最小地面发射速度，又称脱离速度．3．第三宇宙速度v3＝____ km/s，使卫星挣脱_____引力束缚的_____地面发射速度，也叫逃逸速度．
一、对三个宇宙速度的理解宇宙速度是在地球上满足不同要求的卫星发射速度．1．第一宇宙速度(环绕速度)(1)是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s.(2)推导：对于近地人造卫星，轨道半径r近似等于地球半径R＝6 400 km，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，取g＝9.8 m/s2，则
2．第二宇宙速度(脱离速度)：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s.
3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力作用，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为16.7 km/s.注意：第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是最小发射速度．
与近地轨道相比，外层轨道上的卫星的线速度比7.9km/s是大还是小呢？
既然外层轨道上卫星的线速度比7.9km/s小，那如果要将卫星发现到外层轨道上，是不是需要的发射速度会小点?
1.发射速度：（1）发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，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）要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
如图所示，四颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，方向均为逆时针方向。如果卫星3想追上卫星1，应该如何操作？
不能直接加速或减速，如果加速，则卫星做离心运动，会进入外层轨道；如果减速，则卫星做向心运动，会进入内层轨道。故可以先加速后减速或先减速后加速的办法。
问题（2）：假设某卫星正在地面附近绕地球做匀速圆周运动，速度是7.9km/s。现要让该卫星进人外层轨道，该如何操作?
在某点瞬间加速，卫星将做离心运动，进入外层轨道后，再减速使卫星在该轨道上做匀速圆周运动。
问题（3）：在牛顿抛物设想中，当抛出速度v满足7.9km/s
从上面的分析，我们知道，要想将卫星发射到外层轨道，速度必须大于7.9km/s。 总结：人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。
（1）为了节省能量，在赤道上先顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道I上。（2）在A点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。（3）在B点(远地点）再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ
牢记：第一宇宙速度是最大的环绕速度，同时也是最小的发射速度。
接着我们来认识一种非常重要的人造卫星——地球同步卫星。所谓地球同步卫星，是指卫星相对于地面静止，即与地球具有相同自转周期的卫星，T=24h。地球同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的。那请同学们计算总结一下同步卫星有哪些特点。
三、载人航天与太空探索
1957年10月4日，苏联发射第一颗人造卫星斯普尼克号(Sputnik,“旅行伴侣”),96分钟绕行地球一圈，开启太空时代. 1958年1月31日，美国成功 发射“探险家1号”卫星. 1961年4月12日，苏联空军 少校加加林首次进入太空. 1969年7月20日，美国宇航员 阿姆斯特朗首次登陆月球.
That's ne small step fr man，ne giant leap fr mankind.
尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗
1970年4月24日中国第一颗人造地球卫星东方红一号发射成功,卫星重173kg,近地点441km,远地点2368km.2003年10月15日，中国第 一位宇航员杨利伟进入太空,飞船 绕行14圈后顺利返回地面，中国 成为第三个能够独立开展载人航 天活动的国家。
A．0.4 km/s B．1.8 km/s C．11 km/s D．36 km/s答案 B
【例2】 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t后，物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该星球上的第一宇宙速度．
【例3】a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图6－5－3所示，下列说法中正确的是 ( )
A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c存在P点相撞的危险
【例4】 下面关于同步通信卫星的说法中，正确的是( )A．同步通信卫星和地球自转同步卫星的高度和速率都是确定的B．同步通信卫星的高度、速度、周期中，有的能确定，有的不能确定，可以调节C．我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步通信卫星的周期短，所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步通信卫星的低D．同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星的速率小答案 ACD
问题：抛出一个物体，物体将会落回到地面.如果物体被抛出时的初速度足够大，物体还会落回地面吗？英国科学家牛顿最早提出，抛出物体的初速度足够大时，物体将成为人造地球卫星，不再落回到地面.
宇宙速度1．第一宇宙速度v1＝____ km/s，卫星在_____________绕地球做匀速圆周运动的速度，又称环绕速度． 2．第二宇宙速度v2＝_____ km/s，使卫星挣脱_____引力束缚的最小地面发射速度，又称脱离速度．3．第三宇宙速度v3＝____ km/s，使卫星挣脱_____引力束缚的_____地面发射速度，也叫逃逸速度．
一、对三个宇宙速度的理解宇宙速度是在地球上满足不同要求的卫星发射速度．1．第一宇宙速度(环绕速度)(1)是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v＝7.9 km/s.(2)推导：对于近地人造卫星，轨道半径r近似等于地球半径R＝6 400 km，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，取g＝9.8 m/s2，则
2．第二宇宙速度(脱离速度)：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为11.2 km/s.
3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力作用，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为16.7 km/s.注意：第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，也是最小发射速度．
与近地轨道相比，外层轨道上的卫星的线速度比7.9km/s是大还是小呢？
既然外层轨道上卫星的线速度比7.9km/s小，那如果要将卫星发现到外层轨道上，是不是需要的发射速度会小点?
1.发射速度：（1）发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，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）要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
如图所示，四颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，方向均为逆时针方向。如果卫星3想追上卫星1，应该如何操作？
不能直接加速或减速，如果加速，则卫星做离心运动，会进入外层轨道；如果减速，则卫星做向心运动，会进入内层轨道。故可以先加速后减速或先减速后加速的办法。
问题（2）：假设某卫星正在地面附近绕地球做匀速圆周运动，速度是7.9km/s。现要让该卫星进人外层轨道，该如何操作?
在某点瞬间加速，卫星将做离心运动，进入外层轨道后，再减速使卫星在该轨道上做匀速圆周运动。
问题（3）：在牛顿抛物设想中，当抛出速度v满足7.9km/s
从上面的分析，我们知道，要想将卫星发射到外层轨道，速度必须大于7.9km/s。 总结：人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。
（1）为了节省能量，在赤道上先顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道I上。（2）在A点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。（3）在B点(远地点）再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ
牢记：第一宇宙速度是最大的环绕速度，同时也是最小的发射速度。
接着我们来认识一种非常重要的人造卫星——地球同步卫星。所谓地球同步卫星，是指卫星相对于地面静止，即与地球具有相同自转周期的卫星，T=24h。地球同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的。那请同学们计算总结一下同步卫星有哪些特点。
三、载人航天与太空探索
1957年10月4日，苏联发射第一颗人造卫星斯普尼克号(Sputnik,“旅行伴侣”),96分钟绕行地球一圈，开启太空时代. 1958年1月31日，美国成功 发射“探险家1号”卫星. 1961年4月12日，苏联空军 少校加加林首次进入太空. 1969年7月20日，美国宇航员 阿姆斯特朗首次登陆月球.
That's ne small step fr man，ne giant leap fr mankind.
尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗
1970年4月24日中国第一颗人造地球卫星东方红一号发射成功,卫星重173kg,近地点441km,远地点2368km.2003年10月15日，中国第 一位宇航员杨利伟进入太空,飞船 绕行14圈后顺利返回地面，中国 成为第三个能够独立开展载人航 天活动的国家。
A．0.4 km/s B．1.8 km/s C．11 km/s D．36 km/s答案 B
【例2】 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t后，物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该星球上的第一宇宙速度．
【例3】a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图6－5－3所示，下列说法中正确的是 ( )
A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c存在P点相撞的危险
【例4】 下面关于同步通信卫星的说法中，正确的是( )A．同步通信卫星和地球自转同步卫星的高度和速率都是确定的B．同步通信卫星的高度、速度、周期中，有的能确定，有的不能确定，可以调节C．我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步通信卫星的周期短，所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步通信卫星的低D．同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星的速率小答案 ACD
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