《甘肃金昌第一中学高一物理6.5宇宙航行.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《甘肃金昌第一中学高一物理6.5宇宙航行.ppt（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6 5宇宙航行 牛顿在思考万有引力时就曾想过 从高山上水平抛出一个物体 速度一次比一次大 落地点也就一次比一次远 如果速度足够大 物体就不再落回地面 它将绕地球运动 成为人造地球卫星 R 问题一 以多大的速度抛出这个物体 它才会绕地球表面运动 不会落下来 已知 6 67 10 11Nm2 kg2 地球质量M 5 89 1024kg 地球半径R 6400km 法一 万有引力提供物体作圆周运动的向心力 若已知地球表面g 9 8m s2 法二 在地面附近 重力提供物体作圆周运动的向心力 思考 向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大 哪个需要的发射速度大 为什么 高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行
2、速度大 为什么 注意 人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念 运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度 发射速度指被发射物体离开地面时的速度 V1 7 9km s 第一宇宙速度 最小发射速度 最大运行速度 人造卫星的r大 需要的v发射大 而v运行却小 因为向高轨道发射卫星 火箭要克服地球引力对它的引力做的功多 所以向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星难 发射速度v 7 9km s 物体会落回地面 发射速度v 7 9km s 物体会在地面附近绕地球做匀速圆周运动 发射速度7 9km s v 11 2km s 物体绕地球运转 但轨迹是椭圆 当物体的发射速度等于或大于11 2km s时 物
3、体就会挣脱地球引力的束缚 不再绕地球运行 而是绕太阳运行 第二宇宙速度 11 2km s 脱离速度 第三宇宙速度 16 7km s 逃逸速度 如果物体的发射速度等于或大于16 7km s时 物体就能摆脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间去 总结 第二宇宙速度 第一宇宙速度 第三宇宙速度 物体落回地面 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动 物体绕地球运转 运动轨迹是椭圆 物体绕太阳运动 物体飞出太阳系 地球 2 轨道中心 地心 1 提供向心力 万有引力 人造地球卫星 赤道轨道 极地轨道 其它轨道 思考与讨论 如图所示 A B C D四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条 提示 卫星作圆周运动的
4、向心力必须指向地心 思考 对于绕地球运动的人造卫星 1 离地面越高 向心力越 2 离地面越高 线速度越 3 离地面越高 角速度越 4 离地面越高 周期越 5 离地面越高 向心加速度越 小 大 小 小 小 1 2 3 4 思考 观察以下人造卫星的线速度 周期 角速度的大小关系 v1 v2 v3 v4 T1 T2 T3 T4 1 2 3 4 思考 1 赤道上空的两个运行的同步卫星在同一高度会相撞吗 2 人造卫星的剥落一小块物体 这一小块物体如何运动 3 神舟飞船进入预定轨道后无动力飞行 宇航员处于什么状态 4 神舟七号发射阶段 宇航员处于什么状态 A b c的线速度大小相等 且大于a的线速度B b
5、 c的向心加速度大小相等 且大于a的向心加速度C c加速可追上同一轨道上的b b减速可等候同一轨道上的cD a卫星由于某原因 轨道半径缓慢减小 其线速度将增大 D 例7如图4所示 a b c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星 下列说法正确的是 练习 求近地卫星的周期 我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗 地球同步卫星 所谓地球同步卫星 是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星 同步卫星必须位于赤道平面内 且到地面的高度一定 rvwTa 全部固定 T 1天 86400秒h 36000KmV 3 07Km s 三颗同步卫星作为通讯卫星 则可覆盖全球 练习 同步卫星是指相对于地面不动的人
6、造地球卫星 关于同步卫星的说法中正确的是 A 它可以在地面上任一点的正上方 且离地心的距离可按需要选择不同值B 它可以在地面上任一点的正上方 但离地距离是一定的C 它只能在赤道的正上方 但离地心的距离可按需要选择不同值D 它只能在赤道的正上方 且离地心的距离是一定的 D 各种各样的卫星 例1 关于宇宙速度 下列说法正确的是 A 第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D 第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度 A 例2 关于地球同步卫星 下列说法正确的是 A 它的运行速度小于7 9km
7、 sB 它的运行速度大于7 9km sC 它的周期是24h 且轨道平面于赤道平面重D 每一个地球同步卫星离地面的高度是一样的 ACD 1 若某一人造地球卫星运行时 它的天线断开 断开的天线将如何运动 2 在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内 下列仪器中不能正常使用的是A 弹簧秤B 天平C 酒精温度计D 秒表 小试牛刀 思考 人造卫星在低轨道上运行 要想让其在高轨道上运行 应采取什么措施 在低轨道上加速 使其沿椭圆轨道运行 当行至椭圆轨道的远点处时再次加速 即可使其沿高轨道运行 卫星变轨问题 1 2 L 使卫星进入更高轨道做圆周运动 非远地点变轨 向高轨卫星的发射 卫星的回收 1 如图所示 发射
8、同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火使其沿椭圆轨道2运行 最后再次点火将其送入同步圆轨道3 轨道1 2相切于P点 2 3相切于Q点 当卫星分别在1 2 3上正常运行时 以下说法正确的是 A 在轨道3上的速率大于1上的速率B 在轨道3上的角速度小于1上的角速度C 在轨道2上经过Q点时的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D 在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上经过P点时的加速度 BD 1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空 二梦想成真 中国的航天成就 2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功 2003年10月15日神舟五号杨利伟 2005年10月12日神舟六号费俊龙聂海胜 2008年9月25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏 1 人造卫星2 宇宙速度第一宇宙速度 V1 7 9km s 卫星刚好能在地表附近作圆周动 1 近地卫星的环绕速度 2 卫星的最小发射速度 3 圆轨道的最大环绕速度 第二宇宙速度 V2 11 2km s 卫星挣脱地球引力束缚第三宇宙速度 V3 16 7km s 卫星挣脱太阳引力束缚3 地球同步卫星 小结
