高中物理 6.5《宇宙航行》同步课件 新人教必修2.ppt

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1、6.5 6.5 宇宙航行宇宙航行嫦嫦娥娥奔奔月月外外国国人人的的飞飞天天梦梦古人的梦想古人的梦想第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行牛顿的设想牛顿的设想英国科学家牛顿英国科学家牛顿(1643-1727)自主探究：自主探究：自主探究：自主探究：计算第一宇宙速度计算第一宇宙速度计算第一宇宙速度计算第一宇宙速度已知：地球的质量已知：地球的质量M=5.981024kg ,半径半径R=6400km,引力常量引力常量G=6.671011Nm2/kg-2,如如何求第一宇宙速度？何求第一宇宙速度？第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行1、第一、第一宇宙速度宇宙

2、速度一、宇宙速度一、宇宙速度 物体物体在地面附近在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做度，叫做第一宇宙速度第一宇宙速度。环绕速环绕速度度思考：思考：若地球质量未知，而知道地球表面的重力若地球质量未知，而知道地球表面的重力加速度加速度 g=9.8m/s2，地球半径地球半径R=6400km,能否能否求出第一宇宙速度？求出第一宇宙速度？脱离速度脱离速度 当物体的速度等于或大当物体的速度等于或大16.7km/s16.7km/s时，物体可以挣时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把们把16.7km/s16.

3、7km/s叫做叫做第三宇宙速度。第三宇宙速度。逃逸速度逃逸速度2、第二、第二宇宙速度宇宙速度 当物体的速度等于或大于当物体的速度等于或大于11.2km/s11.2km/s时，它时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把11.2km/s11.2km/s叫做叫做第二宇宙速度。第二宇宙速度。3、第三、第三宇宙速度宇宙速度第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行3 3 3 3、第三宇宙速度（、第三宇宙速度（、第三宇宙速度（、第三宇宙速度（逃逸速度逃逸速度逃逸速度逃逸速度）：）：）：）：v v=16.7=16.7千米千米千米千米/秒秒秒秒

4、（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）1、第一宇宙速度（、第一宇宙速度（环绕速度环绕速度）：）：v=7.9千米千米/秒秒（地球卫星最大的绕行速度，地球卫星的最小发射速度）（地球卫星最大的绕行速度，地球卫星的最小发射速度）2 2、第二宇宙速度（、第二宇宙速度（、第二宇宙速度（、第二宇宙速度（脱离速度脱离速度脱离速度脱离速度）：）：）：）：v v=11.2=11.2千米千米千米千米/秒秒秒秒（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小

5、行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）或或小结小结第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行人造卫星的发射人造卫星的发射人造卫星的发射人造卫星的发射V=7.9km/s11.2km/sV7.9km/s人造卫星发射动画演示人造卫星发射动画演示人造卫星发射动画演示人造卫星发射动画演示探究：探究：已知：地球质量已知：地球质量M，半径，半径R，卫星距地，卫星距地面高度面高度h，引力常量，引力常量G.探究卫星的探究卫星的v、T与与高度高度h的关系的关系.第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行二、人造地球卫星二、人造地球卫星地球地球动画演

6、示动画演示第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行“高轨低速长周期高轨低速长周期”h=3.6107mr=4.2107mv=3km/sT=24hh=3.8108mr3.8108mv=1km/sT=27天天h0r=6.4106mv=7.9km/sT=84分钟分钟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、月球三者比较第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行拓展:人造卫星的应用资源卫星技术实验卫星科学探测卫星通信卫星快速侦测卫星人类航天始祖人类航天始祖 美国火箭学家赫伯特美国火箭学家赫伯特基姆在基姆在1945

7、年出版的年出版的火箭火箭和喷气发动机和喷气发动机一书中提到，一书中提到，“约当约当14世纪之末，有世纪之末，有一位名叫一位名叫“万户万户”的中国官员，他在一把座椅的背后，的中国官员，他在一把座椅的背后，装上装上47枚当时能买到的最大火箭。他把自己捆绑在椅枚当时能买到的最大火箭。他把自己捆绑在椅子的前边，两只手各拿一个大风筝。然后叫他的仆人子的前边，两只手各拿一个大风筝。然后叫他的仆人同时点燃同时点燃47枚大火箭，其目的是想借火箭向前推进的枚大火箭，其目的是想借火箭向前推进的力量，加上风筝上升的力量飞向前方。他的目标是月力量，加上风筝上升的力量飞向前方。他的目标是月亮亮”。英国、德国和前苏联的一

8、些火箭专家，。英国、德国和前苏联的一些火箭专家，在他们的著作中也提到或引用了这件事。可见，万户在他们的著作中也提到或引用了这件事。可见，万户被世界公认为人类的航天始祖。为了纪念这位被世界公认为人类的航天始祖。为了纪念这位“人类人类第一个试图利用火箭飞行的人第一个试图利用火箭飞行的人”，国际天文联合会将，国际天文联合会将月球上的一座环形山命名为月球上的一座环形山命名为“万户山万户山”。第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行航天科学的三位先驱航天科学的三位先驱 俄国和苏联科学家，现俄国和苏联科学家，现代航天学和火箭理论的奠代航天学和火箭理论的奠基人基人.1903年发表了年发

9、表了利利用喷气工具研究宇宙空间用喷气工具研究宇宙空间一文和以他的名字命名的一文和以他的名字命名的公式，奠定了火箭和液体公式，奠定了火箭和液体发动机的理论基础发动机的理论基础,还证明还证明了脱离地球引力必须使用了脱离地球引力必须使用多级火箭。多级火箭。“火箭之父火箭之父”齐奥尔科夫斯基齐奥尔科夫斯基 第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行航天科学的三位先驱航天科学的三位先驱 美国教授、工程师和发明美国教授、工程师和发明家，液体火箭的发明者。他于家，液体火箭的发明者。他于19261926年年3 3月月1616日发射了世界第日发射了世界第一枚液体火箭。戈达德共获得一枚液体火箭

10、。戈达德共获得了了214214项专利，其中项专利，其中8383项专利项专利在他生前获得。设立于在他生前获得。设立于19591959年的美国国家航空航天局戈达、年的美国国家航空航天局戈达、德太空飞行中心就是以他的名德太空飞行中心就是以他的名字命名。月球上的戈达德环形字命名。月球上的戈达德环形山（山（Goddard CraterGoddard Crater）也以）也以他的名字命名。他的名字命名。罗伯特罗伯特戈达德戈达德 航天科学的三位先驱航天科学的三位先驱 德国工程师，在火箭技术德国工程师，在火箭技术和太空探测等方面都有光辉和太空探测等方面都有光辉成就。他先后为著名的成就。他先后为著名的V-1V-

11、1、V-2V-2火箭的诞生，美国第一颗火箭的诞生，美国第一颗卫星的发射成功，以及第一卫星的发射成功，以及第一艘载人登月飞船艘载人登月飞船“阿波罗阿波罗1111号号”登上月球作出突出贡献，而登上月球作出突出贡献，而美国航天飞机的研制也是自美国航天飞机的研制也是自他手中发端。因此，被誉为他手中发端。因此，被誉为“现代航天之父现代航天之父”。韦纳韦纳冯冯布劳恩布劳恩19571957年年1010月月4 4日，苏联发射日，苏联发射第一颗人造地球卫星。第一颗人造地球卫星。19611961年年4 4月月1212日苏联空军少校日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人类

12、进船进入太空，实现了人类进入太空的梦想。入太空的梦想。19691969年年7 7月月2020日，阿波罗日，阿波罗1111号将人类送上了月球。号将人类送上了月球。三三、梦想成真、梦想成真第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行19701970年年4 4月月2424日我国日我国第一颗人造卫星升空第一颗人造卫星升空 我国的航天成就我国的航天成就20072007年年1010月月2424日嫦娥日嫦娥一号月球探测器发射一号月球探测器发射成功成功第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行20032003年年1010月月1515日日神舟五号杨利伟神舟五号杨利伟2005

13、2005年年1010月月1212日日神舟六号神舟六号费俊龙聂海胜费俊龙聂海胜20082008年年9 9月月2525日日神舟七号神舟七号翟志刚刘伯明翟志刚刘伯明景海鹏景海鹏本课小结本课小结:宇宙速度宇宙速度 第一宇宙速度第一宇宙速度：v7.9kms 是卫星发射的是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。第二宇宙速度第二宇宙速度：v11.2kms，是卫星挣脱地，是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度球束缚的最小发射速度 第三宇宙速度第三宇宙速度:v16.7kms，是挣脱太阳束，是挣脱太阳束缚的最小发射速度。缚的最小发射速度。航天发展史航天发展史第第第第5 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行http:/ 5节节节节 宇宇宇宇 宙宙宙宙 航航航航 行行行行感感 谢谢 各各 位位 莅莅 临临 指指 导！导！