《宇宙航行》课件6.ppt

【知识与技能】 1 .了解人造卫星的有关知识. ,会推导第一宇宙速度. 【重点】 1. 第一宇宙速度的推导; . 【难点】 1. 线速度、角速度、周期与半径的关系; . 点此播放教学视频点此播放教学视频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. 点此播放教学视频点此播放教学视频 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、宇宙速度地球如果没有空气阻力,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. 点此播放教学视频点此播放教学视频方法一: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。设地球质量为 M,半径为 ,质量为 m,轨道半径为 r. r mv r GMm 2 2? r GMv?从上式可以看出: , 卫星离地心越远,它运行的速度越慢。 rv 1?对于靠近地面的卫星,可以认为此时的 r 近似等于地球半径 R,把 r用地球半径 R代入,可以求出 s/ km 10 37 .6 10 89 .510 67 .6R GM V 3 6 24 11 1??????????方法二:卫星绕地球做圆周运动,重力提供向心力。 s/ km v R vm mg 2???? () 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. 将人造地球卫星送入预定的轨道运行所必须具有的速度,叫发射速度. 轨道越高,绕地球运行的环绕速度越小. 因此, 第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度, 是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动所具有的最大速度, 也是发射人造地球卫星的最小速度. 2 、第二宇宙速度: 在地面上发射飞行器, 如果发射速度大于 km/s 而小于 km/s 时, 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. km/s 称为第二宇宙速度. 3 、第三宇宙速度: 当物体的速度 v≥ /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。 V 1 = 地球 V 2 = V 3 =/ s描述卫星运动的量? 线速度、角速度、周期与半径的关系? (1) 由得:v= r vmr Mm G 2 2? r GM (2) 由G Mm/r 2=mω 2r得: ω= 3r GM (3) 由 GMm/r 2=4 π 2得: T=2 π 2T mR GM R 3 可见: V 、 W 、 T 与 r 为一一对应关系 r vmr Mm G 2 2? r GM 点此播放教学视频点此播放教学视频二、梦想成真探索宇宙的奥秘,奔向广阔而遥远的太空,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,世界上第一颗人造地球卫星发射成功. 1961 年4月 12 日,苏联空军少校加加林进入了“东方一号”,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.