6.5宇宙航行

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知识回顾

两条基本思路

1、万有引力等于重力

2、万有引力提供向心力

中国人的飞天梦

外国人的“飞天”梦

1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星

几年之后，1961年4月12日，苏联成功发射了东方一号载人飞船

1969年7月16日阿波罗11号飞船点火升空，拉开人类登月这一伟大历史的帷幕

我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星

2003年10月15日，神州五号载人宇宙飞船发射升空

一、宇宙速度

平抛运动演示

让物体做平抛运动初速度逐渐增大

问题情境

思考讨论一:地面上的物体，怎样才能成为人造卫星呢？

通过观看动画回答下列问题：

1、平抛物体速度逐渐增大，物体的落地点怎样变化？

2、在速度足够大的情况下，运动通过的地面还是水平的吗？

3 、若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。

越来越远

物体不再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。

不是

思考？

从高山上水平抛出物体，速度越大，落地点离山脚越远。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来，它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。

牛顿关于卫星的设想

思考讨论二:物体要想成为地球的卫星，速度应该多大？

由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球对它的万有引力全部提供绕地球运转的向心力,故月球不会落到地面上来。

方案：若已知：地球的质量M=5.98XXXXX1024kg, 半径R=6400km，引力常量G=6.67XXXXX10-11NXXXXXm2/kg2

探究：物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度及周期

探究一：物体在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度和周期

方案：若已知：地球的质量为 半径R=6400km，引力常量探究：物体在地球表面附近运行的线速度及周期

建立模型

第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度.

第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度. （逃逸速度）

绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。

第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度. （不同天体有各自的第一宇宙速度。如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落回地面。）

阅读教材并回答：三种宇宙速度（发射速度）

二、人造地球卫星运动规律

探究二：将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，你能推出卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系吗？

1

2

3

4

r越大（高），v越小

r越大， 越小

r越大，T越大

r越大，an越小

思考：第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度还是最小速度？

r最小，是最大环绕速度。

向高轨道发射卫星时, 需要的初速度大，因为火箭克服地球对卫星的引力而做更多的功,对火箭的要求更高一些,所以比较困难。

思考讨论三:将卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大？

哪一个更容易？为什么？

发射速度：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。

注意宇宙速度均指发射速度

运行速度：卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。注意: 卫星的实际环绕速度一定小于发射速度.

思考：第一宇宙速度是发射卫星的最大速度还是最小速度？

r最小，是最小发射速度。

归纳：第一宇宙速度是最小发射速度，也是最大运行速度。

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？

思考讨论四：人造地球卫星的运行轨道

人造地球卫星

F1

F2

F3

赤道平面

北

南

东

西

轨道中心

地心

________ 提供向心力

万有引力

所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上

三类人造地球卫星轨道：

①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方

②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空

③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。

人造地球卫星的运行轨道

地球同步卫星

问题4：你能否形象的描述它的轨道？

轨道与赤道重合

卫星位于赤道的正上方的某一高度

同步卫星：相对于地面静止，公转周期和地球自转周期相同的卫星。

1．特点：

⑴定周期：T=24h=86400s

⑵定点：相对于地面静止。

⑶定轨道：同步卫星轨道必须在赤道上空

⑷定高度：由

⑸定速度：由于同步卫星高度确定，其轨道半径即确定，因此线速度、角速度大小均不变

⑹定加速度：由于同步卫星高度确定，其轨道半径即确定，因此向心加速度大小也不变

三、梦想成真

1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星发射成功

1961年4月12日，苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船，火箭点火起飞绕地球飞行一圈，历时108min，然后重返大气层，安全降落在地面上，铸就了人类进入太空的丰碑。

1969年7月16日9时32分，阿波罗11号成功登临月球，载人航天技术迅速发展。

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*_**成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。

2005年的神舟六号，2008年的神舟七号以及后来的神舟八号、神舟九号、嫦娥一号、二号的成功发射无一不说明了我国航天科技的发展之迅速。

嫦 娥 工 程[全文已结束，注意以上仅为全文的文字预览，不包含图片和表格以及排版]

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