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高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行优秀课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行优秀课件ppt，文件包含74宇宙航行-课件pptx、74宇宙航行解析版docx、74宇宙航行原卷版docx等3份课件配套教学资源，其中PPT共28页， 欢迎下载使用。
新人教版物理必修第二册
7.4 宇宙航行
新课引入新知讲解课堂小结典例探究
目录
CONTENTS
古老的飞天梦想
嫦娥奔月
敦煌飞天壁画
万户飞天
新课引入
中国航天事业伟大成就
新课引入
一、宇宙速度
平抛运动
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
如果不断增加抛出的初速度，则有：
新知讲解
一、宇宙速度
平抛运动
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。
有没有可能当抛出速度足够大时，物体就不会落回地面了？
这个时候，小球就成了一颗人造地球卫星了。小球会从后面绕回来打到人的身上。
这个使小球不会落回地面的速度究竟是多大呢？
新知讲解
一、宇宙速度
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
新知讲解
一、宇宙速度
平抛运动
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
物体在地球附近绕地球运动时，物体只受到指向地心的引力作用，物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动。
若知道地球的质量M和物体做圆周运动的轨道半径r，就可求出物体绕行速度的大小。
新知讲解
一、宇宙速度
1. 第一宇宙速度
这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度(first cosmic velocity).
新知讲解
一、宇宙速度
在地面上发射火箭，发射速度需要有怎样的要求呢？
第一宇宙速度是最小发射速度。
发射速度要大于第一宇宙速度；
火箭发射成功需要满足：
1. 第一宇宙速度
新知讲解
一、宇宙速度
1. 第一宇宙速度
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，还可近似认为是重力来提供需要的向心力：
新知讲解
1. 第一宇宙速度
一、宇宙速度
第一宇宙速度是最大的环绕速度；
轨道越高，环绕速度越小。
新知讲解
一、宇宙速度
2.第二宇宙速度
理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于 7.9 km/s，又小于 11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。
新知讲解
一、宇宙速度
达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于 16.7 km/s， 这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。
3.第三宇宙速度
新知讲解
一、宇宙速度
7.9
匀速圆周运动
11.2
地球
16.7
太阳
最小
新知讲解
二、人造卫星
我国的发射的航天器
新知讲解
二、人造卫星
卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：
1.人造卫星轨道的分类
(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。
(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
新知讲解
二、人造卫星
2.人造地球卫星的运行参量
质量为m的天体绕质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动：
当r增大时
an减小v减小ω减小T增大
新知讲解
二、人造卫星
3.同步卫星
同步卫星的“六个一定”
①轨道平面一定：赤道平面
②周期与角速度一定：T=24h
⑤运转方向一定:自西向东
③轨道半径一定:r=6.6R
④速度大小一定:v=3.08km/s
新知讲解
二、人造卫星
同步卫星
近地卫星
月球
新知讲解
三、载人航天与太空探索
人类一直有“飞天”的梦想，万有引力定律的发现，不仅破解了天上行星的运行规律，也为人类开辟了上天的理论之路。随着技术的进步，人类迈向太空的脚步越来越大，越来越坚实。
“That’s one small step for man, one giant leap for mankind.”
- Neil Armstrong (20 July,1969)
新知讲解
三、载人航天与太空探索
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后安全降落。这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家。在载人航天方面，继神舟五号之后，截至2017年底，我国已经将11名（14 人次）航天员送入太空，包括两名女航天员。
新知讲解
宇宙航行
宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）:
第二宇宙速度（逃逸速度）:
第三宇宙速度（脱离速度）:
v1=7.9km/s
人造地球卫星
载人航天与太空探索
近地卫星极地卫星同步卫星
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
课堂小结
例1．关于第一宇宙速度，下列说法错误的是（ ）A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．它是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度
A
典例探究
例2.(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则（ ）A. b所需向心力最小B. b、c的周期相同且大于a的周期C. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D. b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
ABD
典例探究
例3．如图为绕太阳运转的各行星轨道示意图，假设图中各行星只受太阳引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）A．各行星运行的线速度相同 B．各行星运行的角速度相同C．离太阳越近的行星运行周期越小 D．离太阳越近的行星向心加速度越小
C
典例探究
例4．如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。飞船在半径为4R的圆型轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（ ）A．飞船在轨道Ⅲ的运行速率大于B．飞船在轨道Ⅰ上运行速率等于在轨道Ⅱ上B处的速率C．飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上B处重力加速度D．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比TI∶TIII=4∶1
C
典例探究
新人教版物理必修第二册
课程结束
新人教版物理必修第二册
7.4 宇宙航行
新课引入新知讲解课堂小结典例探究
目录
CONTENTS
古老的飞天梦想
嫦娥奔月
敦煌飞天壁画
万户飞天
新课引入
中国航天事业伟大成就
新课引入
一、宇宙速度
平抛运动
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
如果不断增加抛出的初速度，则有：
新知讲解
一、宇宙速度
平抛运动
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。
有没有可能当抛出速度足够大时，物体就不会落回地面了？
这个时候，小球就成了一颗人造地球卫星了。小球会从后面绕回来打到人的身上。
这个使小球不会落回地面的速度究竟是多大呢？
新知讲解
一、宇宙速度
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
新知讲解
一、宇宙速度
平抛运动
人站在地面上水平向前扔出一个小球，不计空气阻力，则小球的运动为：
物体在地球附近绕地球运动时，物体只受到指向地心的引力作用，物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动。
若知道地球的质量M和物体做圆周运动的轨道半径r，就可求出物体绕行速度的大小。
新知讲解
一、宇宙速度
1. 第一宇宙速度
这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度(first cosmic velocity).
新知讲解
一、宇宙速度
在地面上发射火箭，发射速度需要有怎样的要求呢？
第一宇宙速度是最小发射速度。
发射速度要大于第一宇宙速度；
火箭发射成功需要满足：
1. 第一宇宙速度
新知讲解
一、宇宙速度
1. 第一宇宙速度
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，还可近似认为是重力来提供需要的向心力：
新知讲解
1. 第一宇宙速度
一、宇宙速度
第一宇宙速度是最大的环绕速度；
轨道越高，环绕速度越小。
新知讲解
一、宇宙速度
2.第二宇宙速度
理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于 7.9 km/s，又小于 11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。
新知讲解
一、宇宙速度
达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于 16.7 km/s， 这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。
3.第三宇宙速度
新知讲解
一、宇宙速度
7.9
匀速圆周运动
11.2
地球
16.7
太阳
最小
新知讲解
二、人造卫星
我国的发射的航天器
新知讲解
二、人造卫星
卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：
1.人造卫星轨道的分类
(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。
(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
新知讲解
二、人造卫星
2.人造地球卫星的运行参量
质量为m的天体绕质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动：
当r增大时
an减小v减小ω减小T增大
新知讲解
二、人造卫星
3.同步卫星
同步卫星的“六个一定”
①轨道平面一定：赤道平面
②周期与角速度一定：T=24h
⑤运转方向一定:自西向东
③轨道半径一定:r=6.6R
④速度大小一定:v=3.08km/s
新知讲解
二、人造卫星
同步卫星
近地卫星
月球
新知讲解
三、载人航天与太空探索
人类一直有“飞天”的梦想，万有引力定律的发现，不仅破解了天上行星的运行规律，也为人类开辟了上天的理论之路。随着技术的进步，人类迈向太空的脚步越来越大，越来越坚实。
“That’s one small step for man, one giant leap for mankind.”
- Neil Armstrong (20 July,1969)
新知讲解
三、载人航天与太空探索
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后安全降落。这标志着中国成为世界上能够独立开展载人航天活动的国家。在载人航天方面，继神舟五号之后，截至2017年底，我国已经将11名（14 人次）航天员送入太空，包括两名女航天员。
新知讲解
宇宙航行
宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）:
第二宇宙速度（逃逸速度）:
第三宇宙速度（脱离速度）:
v1=7.9km/s
人造地球卫星
载人航天与太空探索
近地卫星极地卫星同步卫星
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
课堂小结
例1．关于第一宇宙速度，下列说法错误的是（ ）A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D．它是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度
A
典例探究
例2.(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则（ ）A. b所需向心力最小B. b、c的周期相同且大于a的周期C. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D. b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
ABD
典例探究
例3．如图为绕太阳运转的各行星轨道示意图，假设图中各行星只受太阳引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）A．各行星运行的线速度相同 B．各行星运行的角速度相同C．离太阳越近的行星运行周期越小 D．离太阳越近的行星向心加速度越小
C
典例探究
例4．如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。飞船在半径为4R的圆型轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（ ）A．飞船在轨道Ⅲ的运行速率大于B．飞船在轨道Ⅰ上运行速率等于在轨道Ⅱ上B处的速率C．飞船在轨道Ⅰ上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上B处重力加速度D．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比TI∶TIII=4∶1
C
典例探究
新人教版物理必修第二册
课程结束
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