高中物理人教版 (新课标)必修25.宇宙航行授课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修25.宇宙航行授课ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了各种各样的卫星，人造卫星运行规律，都只由r决定，人造地球卫星，第三宇宙速度，近地卫星，地球同步卫星等内容，欢迎下载使用。
1. ________ 提供向心力
思考与讨论、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？
总结：由于地球自转，只有赤道上方的卫星速度方向与地球自转方向一致，才会与赤道面是共面同心圆，其他位置都会错位。
2.高轨低速，一定全定，一变全变
思考: 观察以下人造卫星的线速度、周期、角速度的大小关系?
v1>v2=v3>v4
T1ω4
1、赤道上空同一高度运行的两个卫星会相撞吗？
2、人造卫星剥落一小块物体，这一小块物体如何运动？
例1 某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变.每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，r2＜r1，以V1、V2表示卫星在这两个轨道上的速度，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期.则（    ） A.V1＞V2,T2＜T1                               B.V1＞V2,T2＞T1C.V1＜V2,T2＜T1                               D.V1＜V2,T2＞T1
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
例3　如图4所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗质量不同的卫星，下列说法正确的是（　　）
练习：求近地卫星的周期
我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗？
牛顿在思考万有引力时就曾想过，从高山上水平抛出一个物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。
问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km)
法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
（若已知地球表面 g=9.8m/s2 ）
发射速度v﹤7.9km/s, 物体会落回地面
发射速度v=7.9km/s , 物体会在地面附近绕地球做匀速圆周运动
发射速度7.9km/s ﹤ v ﹤11.2km/s, 物体绕地球运转，但轨迹是椭圆
当物体的发射速度等于或大于11.2km/s时，物体就会挣脱地球引力的束缚，不再绕地球运行，而是绕太阳运行。
第二宇宙速度——11.2km/s
——16.7 km/s
如果物体的发射速度等于或大于16.7km/s时，物体就能摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。
思考:向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大？哪个需要的发射速度大？为什么？
高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？
注意：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念
运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
发射速度 指被发射物体离开地面时的速度
V1=7.9km/s （第一宇宙速度）
人造卫星的r大, 需要的v发射大；而v运行却小
——因为向高轨道发射卫星，火箭上升过程中地球对它的引力是阻力
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动
物体绕地球运转，运动轨迹是椭圆。
关于宇宙速度，下列说法正确的是：（ ）A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的 最小发射速度B.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行 的最小速度C.第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时 的最大速度D.第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小 速度
近地卫星就是指在地球表面运行的卫星。 ⑴ 计算中把轨道半径计近似为地球半径 r≈ R = 6400 Km ⑵ 向心加速度等于地球表面的重力加速度 a = g ＝ 9.8 m/s2 ⑶ 线速度即为第一宇宙速度 v = v1 = 7.9 km/s ⑷ 周期是最小的 T ≈ 85 min
所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的卫星
轨道一定：必须位于地球赤道上空
r v w T a “全部固定”
1、轨道一定：必须位于地球赤道上空
2、周期一定：T = 24 h
3、r,v ,ω,a一定
由于卫星的周期与高度有关，所以要使其运动周期T=24h，同步卫星距地面的高度h只能是一个定值。
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。
同步卫星的个数同步卫星只能位于赤道上空一特定高度，这一位置也被科学家称为“黄金圈”，是各国在太空争夺的主要领域。而为了卫星之间不相互干扰，大约3度角左右才能放置一颗卫星，所以地球的同步通讯卫星只能有120颗可见，空间位置也是一种资源。
练习：同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，关于同步卫星的说法中正确的是（ ） A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值 B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地距离是一定的 C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值 D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ）A.它的运行速度小于7.9km/sB.它的运行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h，且轨道平面于赤道平面重合D.每一个地球同步卫星离地面的高度是一样的
思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其 在高轨道上运行，应采取什么措施？
在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。………..
使卫星进入更高轨道做圆周运动
1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A、在轨道3上的速率大 于1上的速率B、在轨道3上的角速度 小于1上的角速度C、在轨道2上经过Q点时 的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上 经过P点时的加速度
1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空
2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功
2003年10月15日神舟五号杨利伟
2005年10月12日神舟六号费俊龙聂海胜
2008年9月25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏