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1、第五节 宇宙航行,【 知识与技能】 1了解人造卫星的有关知识 2知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度 【重点】 1.第一宇宙速度的推导； 2.人造卫星运动的特点 【难点】 区别卫星的稳定运行速度和发射速度,导入,从远古时代起人们就想象着飞向太空，奔向月球，那么怎样才能实现这一梦想呢? 这一节我们来探究这个问题,300多年前，牛顿提出设想:,从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度越大,落点离山脚越远.,一、宇宙速度,新课教学,如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上,它将成为一颗绕地球运动的人造地球卫星.,线速度：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力。 设
2、地球质量为M，半径为R.人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r.,从上式可以看出: , 卫星离地心越远，它运行的速度越慢。,1，正常运行的人造卫星：,描述卫星运动的其他量：,(1)由Mm/r2 得：,(3)由GMm/r2 得： ,可见：V 、T 与 r 为 一 一对应关系,2第一宇宙速度(7.9km/s),由 轨道越低，绕地球运行的 环绕速度越大当卫星靠近地面运行时，运行速度最大.这时可以认为 r 近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出,方法二：卫星在地面附近绕地球做圆周运动，可看作重力提供向心力：,这个速度是 卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，叫第一宇宙速度 当人
3、造地球卫星脱离火箭的速度，叫发射速度卫星发射的越低，需要的发射速度越小，因此第一宇宙速度也是发射人造地球卫星的最小速度,3、第二宇宙速度： 在地面上发射飞行器， 如果发射速度大于7.9 km/s 而小于11.2 km/s时，它绕 地球运行的轨道不是圆而是 椭圆当发射速度等于或大 于11.2 km/s时，它就会克服 地球的引力成为绕太阳运转的人造行星或飞到其他行星上去11.2 km/s称为第二宇宙速度,4、第三宇宙速度： 当物体的速度v16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。,5，人造卫星的轨道：,二、梦想成真 探索宇宙的奥秘，奔向广阔而
4、遥远的太空，是人类自古以来的梦想，现在真的“梦想成真”了 1957年10月4日，前苏联发射成功了世界上第一颗人造地球卫星 1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘坐“东方一号”载人飞船，成功绕地球运行了1圈，铸就了人类进入太空的丰碑 1969年7月16日9时32分，美国“阿波罗11号”成功登月，标志着载人航天技术迅速发展 1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗人造地球卫星东方红,1992年，中国载人航天工程正式启动 2003 年 10月 15日9时，我国“神舟”五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空 这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想,2005年
5、10月12日9时整，航天员费俊龙、聂海胜驶乘神舟六号载人飞船飞向太空，开始了中国人首次双人太空多日行。,这标志着中国载人航天飞行由神舟五号的验证性飞行试验完全过渡到真正意义上有人参与的空间飞行试验。,神舟七号飞船于2008年9月25日21点10分04秒用长征二号F火箭发射升空.,翟志刚在太空行走,神舟八号无人飞船于2011年11月与“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。,神舟九号飞船于2012年6月16日18时37分成功发射，中国航天员景海鹏、刘洋、刘旺第一次入住“天宫”。33岁的刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性。 神舟十号飞船将于2013年6月至8月将搭载三位航天员飞向太空。,伴随着“
6、神舟” 号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程,2007年10月24日，我国成功发射了“嫦娥”一号探月卫星。,2010年10月1日我国成功发射了“嫦娥”二号探月卫星。,预定 “嫦娥三号”于2013年下半年择机发射。,1关于第一宇宙速度，下列说法中错误的是( ) A它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度 B它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运动速度 C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度,D,2人造地球卫星绕地球做圆周运动的线速度可以是( ) 11.2km/s 7.9km/s 6km/s 16.7km/s A B C D,B
7、,3在离地面某一高度围绕地球做圆周运动的人造卫星，下列说法中正确的是( ) A该卫星在轨道上的运行速度大于第一宇宙速度 B该卫星在轨道上的运行速度小于第一宇宙速度 C发射该卫星时的发射速度大于第一宇宙速度 D发送该卫星时的发射速度小于第一宇宙速度,BC,D,51990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的一颗小行星命名为吴健雄星，直径为32km，如果该行星的密度与地球相同，则对该小行星来说，其上物体的第一宇宙速度约为多少? (已知地球半径为6400km，地球上第一宇宙速度为7.9km/s),火星的半径为地球半径的一半，火星的质量为地球质量的19问： (1)火星上的重力加速度是地球上的重力加速度的几倍? (2)若要在火星上发射一颗人造卫星，那么该卫星环绕火星的第一宇宙速度是多少?,二、宇宙速度： 1、第一宇宙速度： v=7.9km/s 2、第二宇宙速度： v=11.2km/s 3、第三宇宙速度： v=16.7km/s,小结,一、正常运行的人造卫星：,