《河北省邢台市高中物理 第六章 万有引力与航天 6.5 宇宙航行1课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省邢台市高中物理 第六章 万有引力与航天 6.5 宇宙航行1课件 新人教版必修2（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、古人的飞天梦古人的飞天梦牛顿的设想：牛顿的设想： 要成为一颗人造要成为一颗人造地球卫星地球卫星, ,这个速度这个速度至少应该有多大呢至少应该有多大呢？人造地球卫星最小发射速度计算方法人造地球卫星最小发射速度计算方法: :方法一：方法一：由于卫星在地球附近环绕时，卫星由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根据牛顿第二定律得据牛顿第二定律得 这也是这也是近地卫星环绕近地卫星环绕地球做匀速圆地球做匀速圆周运动的周运动的速度速度,叫做叫做第一宇宙速度第一宇宙速度。 课本课本P30P30第第3 3题题 方方法法二二：卫卫星星做做圆圆周周运
2、运动动，由由万万有有引引力力提提供向心力，根据牛顿第二定律得供向心力，根据牛顿第二定律得第一宇宙速度计算方法第一宇宙速度计算方法: :练习：练习：求近地卫星的周期求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期我们能否发射一颗周期为为50min50min的卫星呢？的卫星呢？同同步步卫卫星星近近地地卫卫星星月球月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较近地卫星、同步卫星、月球三者比较v1=7.9km/s 既是既是最小发射最小发射速度速度, ,又是又是最大环绕速度最大环绕速度地球地球T=85min是是环环绕最小时间绕最小时间V V3 3=16.7Km/s=16.7Km/s3 3 . .第三宇宙速度第三宇宙速度( (
3、逃逸速度逃逸速度) ) V3 = 16.7 km/s 使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。 人造地球卫星的人造地球卫星的最小发射速度最小发射速度，V2=11.2Km/sV1=7.9Km/s1 1. .第一宇宙速度第一宇宙速度 ( (环绕速度环绕速度) ) V V1 1 = 7.9km/s = 7.9km/s 11.2 km/s v 7.9 km/s也是卫星绕地球也是卫星绕地球最大运行速度最大运行速度。 地球地球 2 2 . .第二宇宙速度第二宇宙速度( (脱离速度脱离速度) ) V2 = =11.2 km/s 使卫星挣脱地球引力束缚的使卫星挣脱地球引力束
4、缚的最小发射速度。最小发射速度。人造卫星的发射速度与环绕速度区别人造卫星的发射速度与环绕速度区别: 发射高轨道卫星比发射低轨道卫星困难。发射高轨道卫星比发射低轨道卫星困难。原因是发射高轨道卫星时火箭要克服地球原因是发射高轨道卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功对它的引力做更多的功,需要更多能量需要更多能量. 2.环绕速度：环绕速度：是指卫星已经发射成功是指卫星已经发射成功, 进进入轨道后入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度绕地球做匀速圆周运动的线速度. 1.发射速度发射速度: 是指将卫星送入轨道前是指将卫星送入轨道前,在地在地面面上所必须获得的速度上所必须获得的速度.1.1.有关人造地球卫
5、星的说法中正确的是：有关人造地球卫星的说法中正确的是：（ ）A A第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度B B第第一一宇宇宙宙速速度度是是近近地地圆圆轨轨道道上上人人造造卫卫星星运运行行速度速度C C第第一一宇宇宙宙速速度度是是能能使使卫卫星星进进入入近近地地圆圆形形轨轨道道的最小发射速度的最小发射速度D D、它是卫星的椭圆轨道上运行时近地点的速度、它是卫星的椭圆轨道上运行时近地点的速度BC练习练习: : 2 2、 设地球半径为设地球半径为R R，第一宇宙速度为，第一宇宙速度为v v，若在地球上以，若在地球上以2v2v的速度发射一卫星，的速度发射一卫星，则
6、此卫星将则此卫星将 A A在离地球表面在离地球表面2R2R的轨道上运行的轨道上运行 B B在离地球表面在离地球表面 R R 的轨道上运行的轨道上运行 C C将脱离地球绕太阳运行将脱离地球绕太阳运行 D D将脱离太阳成为一颗恒星将脱离太阳成为一颗恒星C练习练习: :3 3、我国发射我国发射“嫦娥嫦娥1 1号号”探月卫星，设探月卫星，设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量为地球的面。已知月球的质量为地球的1/811/81，月，月球的半径约为地球半径的球的半径约为地球半径的1/41/4，地球上，地球上的第一宇宙速度约为的第一宇宙速度约为7.9km/s
7、7.9km/s，则该探，则该探月卫星绕月运行的速度约为多大？月卫星绕月运行的速度约为多大？1.8km/s1.8km/s练习练习: :1.1.谁为人类迈向太空提供科学思想谁为人类迈向太空提供科学思想1919世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气推进的多级火箭）（喷气推进的多级火箭）2.2.世界上第一颗人造地球卫星何时何地发射成功世界上第一颗人造地球卫星何时何地发射成功19571957年年1010月月4 4日苏联日苏联3.3.世界上第一艘载人飞船何时何地发射成功世界上第一艘载人飞船何时何地发射成功19611961年年4 4月月1212日日 苏联苏联 加加林加加林 东
8、方一号载人飞船东方一号载人飞船4.4.人类何时登上月球人类何时登上月球 1969 1969年年7 7月月1616日日9 9时时3232分，美国分，美国 阿波罗阿波罗1111号号升空，升空，1919日进入月球轨道，日进入月球轨道，2020日下午日下午4 4时时1717分着分着陆，陆，1010时时5656分阿姆斯特朗踏上月面分阿姆斯特朗踏上月面梦梦 想想 成成 真真 于于19031903年发表了年发表了利用喷气工具研究利用喷气工具研究宇宙空间宇宙空间一文和以一文和以他的名字命名的公式，他的名字命名的公式，奠定了火箭和液体发奠定了火箭和液体发动机的理论基础动机的理论基础, ,还还证明了脱离地球引力证
9、明了脱离地球引力必须使用多级火箭。必须使用多级火箭。 齐奥尔科夫斯基齐奥尔科夫斯基 1957 1957年年1010月月4 4日，苏联发射日，苏联发射世界上第世界上第一颗人造地球卫星一颗人造地球卫星“斯普特尼克斯普特尼克1 1号号”19611961年年4 4月月1212日，苏日，苏联宇航员尤里联宇航员尤里加加加加林乘坐林乘坐东方东方1 1号号航天航天器，绕地球飞行器，绕地球飞行108108分钟后，胜利地完成分钟后，胜利地完成人类历史上第一次宇人类历史上第一次宇宙飞行宙飞行的任务，使人的任务，使人类遨游太空的梦想终类遨游太空的梦想终于变成现实。于变成现实。 尤里尤里加加林加加林 19691969年
10、年7 7月月2020日，美日，美国宇航员巴兹国宇航员巴兹奥奥尔德林（如图）和尔德林（如图）和尼尔尼尔阿姆斯特朗阿姆斯特朗（头盔中影像）乘（头盔中影像）乘“阿波罗阿波罗”1111号飞号飞船首次登上月球。船首次登上月球。 尼尔尼尔阿姆斯特朗阿姆斯特朗 对个人来说，对个人来说，这不过是小小的这不过是小小的一步，但对人类一步，但对人类而言，却是巨大而言，却是巨大的飞跃的飞跃. .“挑战者挑战者”号七名遇难宇航员号七名遇难宇航员 1986 1986年年1 1月月2828日，美国挑战者号航天飞日，美国挑战者号航天飞机升空机升空1 1分钟后突然爆炸，分钟后突然爆炸，7 7名字航员丧生名字航员丧生. .“挑战
11、者挑战者”号爆炸瞬间号爆炸瞬间 20032003年年2 2月月1 1日日, ,美国美国 哥伦比哥伦比亚亚 号航天飞机于号航天飞机于预定着陆时间前预定着陆时间前在得克萨斯州上在得克萨斯州上空解体坠毁，空解体坠毁，7 7名名宇航员全部遇难。宇航员全部遇难。哥伦比亚号全体人员哥伦比亚号全体人员 无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路类通往宇宙的道路, ,人类探索宇宙的脚步永远人类探索宇宙的脚步永远不会停止不会停止! !中中 国国 航航 天天东方红一号卫星东方红一号卫星 里程碑之一里程碑之一【青铜时代青铜时代】 19701970年年4 4月月2424日
12、日2121时时3131分，在甘肃酒泉分，在甘肃酒泉中国发射了第一颗人中国发射了第一颗人造卫星造卫星，由此开创了，由此开创了中国航天史的新纪元，中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第法、日之后世界上第五个独立研制并发射五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。人造地球卫星的国家。中中 国国 航航 天天里程碑之二里程碑之二【白银时代白银时代】： 1987 1987年年8 8月，中国返回式卫星为月，中国返回式卫星为法国搭载试验装置。这是中国打法国搭载试验装置。这是中国打入世界航天市场的首次尝试。入世界航天市场的首次尝试。 1990 1990年年4 4月月7 7日，
13、中国自行研制的日，中国自行研制的“长征长征”三号运载火箭在西昌卫星三号运载火箭在西昌卫星发射中心，把美国制造的亚洲发射中心，把美国制造的亚洲1 1号通号通信卫星送入预定的轨道，首次为国信卫星送入预定的轨道，首次为国外用户发射卫星取得圆满成功。外用户发射卫星取得圆满成功。19921992年年1010月月6 6日，发射瑞典科学卫星，日，发射瑞典科学卫星，以以“一箭双星一箭双星”的形式将瑞典的形式将瑞典“弗弗利亚利亚”卫星送入预定轨道，圆满履卫星送入预定轨道，圆满履行了中国发射外星的第一个合同。行了中国发射外星的第一个合同。“长征二号长征二号”捆绑式运载火箭捆绑式运载火箭中中 国国 航航 天天 20
14、032003年年1010月月1515日日9 9时，时，神州神州5 5号号宇宙飞船在酒泉卫宇宙飞船在酒泉卫星中心成功发射，将第一位星中心成功发射，将第一位航天员航天员杨利伟杨利伟送入太空绕行送入太空绕行1414圈，圈，1010月月1616日日6 6时时2323分降分降落在内蒙古主着陆场落在内蒙古主着陆场 中国成为世界上第三个独立开展载人航中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家天活动的国家19921992年载人航天工程正式启动年载人航天工程正式启动里程碑之三里程碑之三【黄金时代黄金时代】：中中 国国 航航 天天里程碑之三里程碑之三【黄金时代黄金时代】： 20052005年年1010月月12
15、12日日9 9时时, ,神州六号神州六号在酒泉卫星发射在酒泉卫星发射中心成功发射，中心成功发射，费俊龙和聂海胜费俊龙和聂海胜两名中国航天员两名中国航天员被送入太空，飞被送入太空，飞行行5 5天，在天，在20052005年年1010月月1717日凌晨日凌晨4 4时时3333分成功返回。分成功返回。费俊龙费俊龙/聂海胜聂海胜 中中 国国 航航 天天里程碑之三里程碑之三【黄金时代黄金时代】： 神舟七号神舟七号载人航天飞载人航天飞船于船于20082008年年9 9月月2525日日2121点点1010分分0404秒从中国酒泉卫秒从中国酒泉卫星发射中心用长征二号星发射中心用长征二号F F火箭发射升空。飞船
16、于火箭发射升空。飞船于20082008年年9 9月月2828日日1717点点3737分分成功着陆于中国内蒙古成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。共四子王旗主着陆场。共计飞行计飞行2 2天天2020小时小时2727分钟。分钟。 翟志刚翟志刚出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助（刘伯明的出舱作业，刘伯明在轨道舱内协助（刘伯明的头部手部部分出舱），实现了头部手部部分出舱），实现了中国宇航员第一次的太空中国宇航员第一次的太空漫步，漫步，令中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进令中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。行太空行走的国家。中中 国国 航航 天天里程碑之四里程碑之四【探月时代
17、探月时代】： 20072007年年1010月月2424日日1818时时0505分，分，我国首颗探月卫星嫦娥一号在西昌我国首颗探月卫星嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射。卫星发射中心发射。1111月月7 7日进入日进入200200公里的环月工作轨道。公里的环月工作轨道。20082008年年1010月，在完成预定在轨一年的各项探月，在完成预定在轨一年的各项探测任务，测任务，20092009年年3 3月月1 1日日1616时时1313分，分，成功撞月。嫦娥一号是中国自主研成功撞月。嫦娥一号是中国自主研制并发射的首个月球探测器。主要制并发射的首个月球探测器。主要用于获取月球表面三维影像、分析用于获取月球表
18、面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境探测月壤厚度、探测地月空间环境等。嫦娥一号发射成功，使中国成等。嫦娥一号发射成功，使中国成为世界第五个发射月球探测器的国为世界第五个发射月球探测器的国家地区。家地区。中国公布嫦娥一号拍摄中国公布嫦娥一号拍摄月球背面月球背面“万户坑万户坑”影像影像 中国的太空探测计中国的太空探测计划将以前所未有的速度，划将以前所未有的速度，按部就班地往前推进：按部就班地往前推进：20072007年年“嫦娥奔月嫦娥奔月”，20082008年年“神七神七”飞船升飞船升空，空，20092009年中俄开展火年中
19、俄开展火星联合探测，星联合探测，20122012年实年实施施“夸父计划夸父计划” 一、第一宇宙速度的推导过程一、第一宇宙速度的推导过程 二、宇宙速度：二、宇宙速度： 1.1.第一宇宙速度第一宇宙速度 V V1 1=7.9km/s (=7.9km/s (环绕速度环绕速度) ) 此此速速度度是是卫卫星星的的最最小小发发射射速速度度, ,也也是是卫卫 星运行的星运行的最大环绕速度最大环绕速度 2. 2. 第第二二宇宇宙宙速速度度 V V2 2=11.2km/s =11.2km/s ( (脱脱离离速速度度) ) 3. 3. 第第三三宇宇宙宙速速度度 V V3 3=16.7km/s =16.7km/s ( (逃逃逸逸速速度度) ) 三、梦想成真三、梦想成真 中国探索太空的成就中国探索太空的成就
