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1、第五节第五节 宇宙航行宇宙航行各种各样的卫星返回通讯卫星高度相同高度相同在赤道上方在赤道上方三颗同步卫星三颗同步卫星可以覆盖全球可以覆盖全球一一.人类征服太空历程人类征服太空历程1.第一颗人造卫星发射？第一颗人造卫星发射？2.人类第一次飞入太空？人类第一次飞入太空？3.人类第一次在月球留下足迹？人类第一次在月球留下足迹？4.我国第一位进入太空的宇航员？我国第一位进入太空的宇航员？西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心 酒泉卫星发射基地酒泉卫星发射基地 太太原原卫卫星星发发射射中中心心 返回牛顿在牛顿在16871687年发表的自然哲学的数学年发表的自然哲学的数学原理中描述的人造地球卫星发射原理中描述的
2、人造地球卫星发射原理原理图图发射速度：发射速度：将人造卫星送入预定轨将人造卫星送入预定轨道运动所必须具有的速道运动所必须具有的速度。度。问题：至少以多大的问题：至少以多大的速度发射，物体不落速度发射，物体不落回地面，绕地球运行回地面，绕地球运行？（2）.第一宇宙速度理解第一宇宙速度理解 物体在地面物体在地面附近附近绕地球做匀速圆周运动的线绕地球做匀速圆周运动的线速度，叫速度，叫第一宇宙速度第一宇宙速度，也叫地面附近的，也叫地面附近的环绕速环绕速度度。数值为。数值为7.97.9km/skm/s 当发射速度大于当发射速度大于7.97.9km/skm/s，小于小于11.211.2km/skm/s，它
3、绕它绕地球运行的轨道不是圆，而是椭圆。地球运行的轨道不是圆，而是椭圆。是卫星最小是卫星最小的的发射速度发射速度是卫星绕地球运动的最大环绕速度是卫星绕地球运动的最大环绕速度2.第二宇宙速度第二宇宙速度 v2=11.2km/s，脱离地球引力，没有，脱离地球引力，没有脱离太阳引力的人造天体脱离太阳引力的人造天体 的最小发的最小发射速度。射速度。脱离速度脱离速度3.第三宇宙速度第三宇宙速度 v3=16.7km/s，使卫星脱离太阳引力的最，使卫星脱离太阳引力的最小发射速度小发射速度逃逸速度逃逸速度概念辨析概念辨析发射速度和运行速度发射速度和运行速度 1、发射速度：、发射速度：是指被发射物在地面附近离开是
4、指被发射物在地面附近离开 发射装置时的速度。发射装置时的速度。宇宙速度均指发射速度宇宙速度均指发射速度第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度是环绕地球运行的最大速度2、运行速度：、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。圆周运动的速度。r v近地卫星近地卫星其它卫星其它卫星练习练习1.1.导与练导与练5050页课时训练页课时训练1 1例例1.1.金星半径是地球的金星半径是地球的0.950.95倍，质量倍，质量是地球的是地球的0.820.82倍，问：金星表面的重倍，问：金星表面的重
5、力加速度多大？第一宇宙速度多大？力加速度多大？第一宇宙速度多大？练练2.人造地球卫星的轨道半径越大，则人造地球卫星的轨道半径越大，则()A、速度越小，周期越小、速度越小，周期越小 B、速度越小，加速度越小、速度越小，加速度越小 C、加速度越小、加速度越小,周期越大周期越大 D、角速度越小、角速度越小,加速度越大加速度越大BC复习提问复习提问1.1.三个宇宙速度值？理解？三个宇宙速度值？理解？2.2.第一宇宙速度的推导方法？第一宇宙速度的推导方法？V V1 1=7.9km/s v=7.9km/s v2 2=11.2 v=11.2 v3 3=16.7=16.7三三.卫星变轨卫星变轨低轨到高轨，瞬间
6、加速低轨到高轨，瞬间加速高轨到低轨，瞬间减速高轨到低轨，瞬间减速1 12 23 3A AB B练习：练习：5050页页6 6、8 8嫦娥一号发射轨迹四四.地球同步卫星地球同步卫星例例3.3.已知地球半径已知地球半径6.4x106.4x103 3km,km,地球质量地球质量6.0 x106.0 x102424kgkg，估算地球同步卫星的高度，估算地球同步卫星的高度？1.1.概念：相对地面静止，同地球自转概念：相对地面静止，同地球自转同步做匀速圆周运动的卫星。周期：同步做匀速圆周运动的卫星。周期：T=24hT=24h2.特点特点“三定三定”（1）定）定轨道轨道：分布在：分布在赤道上方赤道上方的一个
7、确定轨道上的一个确定轨道上（2）定）定高度高度：h=36000km（1）定）定快慢快慢：a a、v v、T T、均为定值、均为定值练习练习.通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是卫星的说法中正确的是()A、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内面内B、所有的地球同步卫星的质量都相等、所有的地球同步卫星的质量都相等C、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运 动的角速度都相等动的角速度都相等D、所有的地球同步卫星离地球的高度都相等、所有的地球同步卫星离地球的高度都相等 AC
8、D 练习：练习：5050页随堂页随堂4 4四四.经典力学经典力学“牛顿运动定律牛顿运动定律”的局限的局限适用：适用：低速低速、宏观宏观、弱引力领域。、弱引力领域。阅读了解：阅读了解：1.经典力学为什么不适用于高速、微经典力学为什么不适用于高速、微观、强引力领域？观、强引力领域？2.什么是时空观？什么是时空观？注意：高速指接近注意：高速指接近光速光速。高速运动的物。高速运动的物体，随速度体，随速度增大增大，物体质量会，物体质量会增加增加。小小 结结3 3、人造地球卫星运动问题的解决思路、人造地球卫星运动问题的解决思路 1 1、宇宙速度、宇宙速度 7.97.9km/s 11.2km/s 16.7km/skm/s 11.2km/s 16.7km/s第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最大速度。是在轨道上运行的最大速度。2、地球同步卫星、地球同步卫星:r、v、T、g 均为均为 定值定值