高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第六章,新知预习巧设计,名师课堂,一点通,关键点一,关键点二,第5节,创新演练,大冲关,随堂检测归纳小结,课下作业综合提升,关键点三,第1页,第2页,第3页,1了解人造卫星相关知识。,2知道三个宇宙速度涵义，会推导第,一宇宙速度。,3能利用万有引力定律及匀速圆周运动,规律处理卫星运动相关问题。,第4页,第5页,读教材,填关键点,1宇宙速度,(1)牛顿构想：,把物体从高山上水平抛出，假如,足够大，物体就不再落回地面，它将绕,运动，成为,。,速度,地球,人造地球卫星,第6页,宇宙速度,大小,物理意义,第一宇宙速度,v,km/s,物体在 绕地球做匀速圆周运动速度,第二宇宙速度,v,km/s,当物体速度等于或大于 /s时，它会克服地球引力，永远离开地球,第三宇宙速度,v,km/s,在地面附近发射物体速度等于或大于/s时，物体会摆脱 引力束缚而飞到 外,(2)三种宇宙速度：,地面附近,太阳,太阳系,7.9,11.2,16.7,11.2,第7页,2梦想成真,1957年10月，,成功发射了第一颗人造卫星；,1969年7月，美国“阿波罗11号”登上,；,年10月15日，我国航天员,踏入太空；,年9月，我国成功发射“神舟七号”载人飞船，并首次实现太空行走。,苏联,月球,杨利伟,第8页,试身手,夯基础,1关于第一宇宙速度，下面说法正确是(),A它是人造地球卫星绕地球飞行最小速度,B它是人造地球卫星在近地圆形轨道上运行速度,C它是能使卫星进入近地圆形轨道最小发射速度,D它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点速度,解析：,第一宇宙速度是发射卫星最小速度，也是卫星围绕地球做圆周运动最大速度，离地越远，速度越小。卫星沿椭圆轨道运行时，在近地点做离心运动，说明近地点速度大于围绕速度，故B、C正确，A、D错误。,答案：,BC,第9页,2关于绕地球运行人造卫星，以下说法正确是 (),A质量越大，离地面越远，速度越大,B与质量无关，离地面越近，速度越大,C人造卫星运行速度大于等于7.9 km/s,D人造卫星发射速度等于7.9 km/s,答案：,B,第10页,3探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小轨,道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比(),A轨道半径变小B向心加速度变小,C线速度变小,D角速度变小,答案：,A,第11页,第12页,1地球第一宇宙速度及推导,第一宇宙速度又叫围绕速度，是人造卫星近地围绕地球做匀速圆周运动必须含有速度，也是人造地球卫星最小发射速度，其大小推导有两种方法：,第13页,方法1：,方法2：,第14页,第15页,2第二宇宙速度,在地面附近发射飞行器，使之能够脱离地球引力作用永远离开地球所必需最小发射速度，也叫脱离速度，其大小为,v,11.2 km/s。,3第三宇宙速度,在地面上发射物体，使之最终能脱离太阳引力范围，飞到太阳系以外宇宙空间所必需最小速度，也叫逃逸速度，其大小为,v,16.7 km/s。,第16页,名师点睛,(1)当11.2 km/s,v,7.9 km/s时，卫星绕地球旋转轨道是椭圆，地球位于一个焦点上。,(2)当16.7 km/s,v,11.2 km/s时，卫星脱离地球束缚，成为太阳系一颗,“小行星”或绕其它行星运动卫星。,(3)不一样星体宇宙速度是各不相同，大小由星体质量及其半径，星体表面重力加速度决定。,第17页,思绪点拨,先推导行星上第一宇宙速度与地球上第一宇宙速度关系，再利用地球上第一宇宙速度求解此行星上第一宇宙速度。,第18页,答案,A,第19页,对于任何天体，计算其近地卫星围绕速度时，都是依据万有引力提供向心力，近地卫星轨道半径等于天体半径，然后利用牛顿第二定律列式计算。,第20页,1人造卫星绕地球运行动力学原理,人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它万有引力作用，人造卫星做圆周运动向心力由万有引力提供。,2卫星轨道,(1)卫星绕地球运动轨道能够是椭圆轨道，也能够是圆轨道。,(2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆一个焦点，其周期和半长轴关系遵照开普勒第三定律。,第21页,(3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，因为地球对卫星万有引力提供了卫星绕地球运动向心力，而万有引力指向地心，所以，地心一定是卫星圆轨道圆心。,(4)三类人造地球卫星轨道：,赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，卫星一直处于赤道上方；,极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星经过两极上空；,第22页,普通轨道，卫星轨道和赤道成,一定角度。如图651所表示。,(3)卫星种类：,卫星种类主要是按卫星有什么样功效来进行命名。主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等。,4,同时卫星,地球同时卫星与其它地球卫星运行原理一样，都是靠地球万有引力充当向心力，但地球同时卫星与其它卫星相比，含有以下几个特点：,图651,第23页,第24页,第25页,名师点睛,(1)不论卫星沿什么轨道运动，地心一定处于卫星轨道所在平面上。,(2)全部国家发射同时卫星均在同一圆轨道上不一样位置绕地球做匀速圆周运动，且一直相对地面静止，好像悬挂在天上普通。,第26页,第27页,思绪点拨,同时卫星与普通卫星遵照一样规律，所以处理普通卫星问题思绪、公式均可利用在同时卫星问题解答中。同时卫星同时又具备本身特殊性，即有确定周期、角速度、加速度、线速度、高度、轨道半径、轨道平面。,第28页,答案,BD,第29页,全部地球同时卫星轨道都与赤道为同心圆，且都在同一轨道上，卫星运动周期、角速度与地球自转周期、角速度相同。,第30页,第31页,3.发射地球同时卫星时，先将卫星发射至,近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运,行，最终再次点火，将卫星送入同时圆轨道3。,轨道1、2相切于,Q,点，轨道2、3相切于,P,点，如,图652所表示。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确是 (),图652,第32页,A卫星在轨道3上速率大于在轨道1上速率,B卫星在轨道3上角速度小于在轨道1上角速度,C卫星在轨道1上经过,Q,点时加速度大小大于它在轨道2上经过,Q,点时加速度大小,D卫星在轨道2上经过,P,点时加速度大小等于它在轨道3上经过,P,点时加速度大小,思绪点拨,解答本题时应注意以下两点：,(1)卫星在不一样圆形轨道上做匀速圆周运动速率、角速度与轨道半径关系。,(2)卫星受到万有引力为卫星合外力，产生卫星加速度。,第33页,答案,BD,第34页,第35页,第36页,第37页,解析：,第一宇宙速度是近地卫星绕地球做匀速圆周运动线速度，其运行周期约85分钟，该同学认为卫星周期为24 h，所以得犯错误结果，故D正确。,答案：,D,第38页,2(,对应关键点二,)如图653所表示,三颗人造地球卫星，则以下说法,正确是(),A卫星可能轨道为,a,、,b,、,c,B卫星可能轨道为,a,、,c,C同时卫星可能轨道为,a,、,c,D同时卫星可能轨道为,a,图653,第39页,解析：,卫星轨道平面能够在赤道平面内，也能够和赤道平面垂直，还能够和赤道平面成任一角度。不过因为地球对卫星万有引力提供了卫星绕地球运动向心力，所以，地心必须是卫星圆轨道圆心，所以卫星可能轨道一定不会是,b,。同时卫星只能位于赤道正上方，所以同时卫星可能轨道为,a,。总而言之，正确选项为BD。,答案：,BD,第40页,3(,对应关键点二,)(,北京高考,)关于围绕地球运动卫星，,以下说法正确是 (),A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行两颗卫星，不可能具,有相同周期,B沿椭圆轨道运行一颗卫星，在轨道不一样位置可能具,有相同速率,C在赤道上空运行两颗地球同时卫星，它们轨道半,径有可能不一样,D沿不一样轨道经过北京上空两颗卫星，它们轨道平,面一定会重合,第41页,答案：,B,第42页,4(,对应关键点三,)同时卫星在赤道上空同时,轨道上定位以后，因为受到太阳、月球及其它天体引力作用影响，会产生漂移运动而偏离原来位置，若偏离到达一定程度，就要发动卫星上小发动机进行修正。如图654所表示中,A,为离地面36 000 km同时轨道，,B,和,C,为两个已经偏离轨道但仍在赤道平面内运行同时卫星，要使它们回到同时轨道上应(),图654,第43页,A开动,B,小发动机向前喷气，使,B,适当减速,B开动,B,小发动机向后喷气，使,B,适当加速,C开动,C,小发动机向前喷气，使,C,适当减速,D开动,C,小发动机向后喷气，使,C,适当加速,第44页,解析：,当卫星速度突然变大时，因为万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动而使运动半径变大，半径变大过程中速度又变小，当在半径较大轨道上万有引力又恰好等于向心力时，卫星就能以较小速度在较大轨道上做匀速圆周运动，反之当卫星速度突然变小时，将因为万有引力大于向心力使卫星做向心运动而半径变小，最终在半径较小轨道上以较大速度做匀速圆周运动，所以题中两卫星轨道修正方法是使,B,减速，而使,C,加速，故A、D正确。,答案：,AD,第45页,(1)第一宇宙速度是全部绕地球做匀速圆周运动卫星最大速度，也是最小发射速度。,(2)全部些人造地球卫星圆形轨道圆心均与地心重合。对于同一卫星，轨道半径越大，动能越小，但动能和势能总和越大，总能量越大。,(3)同时卫星轨道平面与地球赤道平面重合，且其周期、角速度、线速度、高度、转动方向均是固定。,第46页,