6.5、宇宙航行

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1、6.5宇宙航行一、牛顿关于卫星的设想抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件？ABCDOV0以平抛运动为模型的推理过程牛顿的思考与设想：抛出的速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？300多年前，牛顿提出设想半径越小，环绕速度越大。探究一：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)解：由万有引力提供物体作圆周运动的向心力二、宇宙速度分析：万有引力作为向心力:方程：结论：mMV=?r二、宇

2、宙速度1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动速度．说明：（１）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；（3）第一宇宙速度是最大的环绕速度，也是最小的发射速度；发射速度：卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度、进入运动轨道；环绕速度：卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。所以，第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是卫星绕地球做圆周运动的最大速度。——虽

3、然“R大，V小”，但向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星难。——因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球引力对它的引力做的功多。？向高轨道发射卫星容易还是向低轨道发射卫星容易？二、宇宙速度二、宇宙速度问题:若卫星的发射速度大于7.9km/s，会怎样呢？?这三个“宇宙速度”的物理意义是什么？7.9km/s

4、6.7Km/s第三宇宙速度二、宇宙速度各种各样的卫星……返回卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系1、绕行速度v与r的关系rv2、角速度ω与r的关系3、周期T与r的关系离中心天体越近越快三、人造卫星探究问题二：人造卫星的轨道（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条？abc提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？三、人造卫星地球同步卫星1.周期T=_______24h2.轨道平面___________赤道平面4.R、v、ω、T、an_______________3.h=_______

5、__36000km“全部固定”（如何求？）相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫做地球的同步卫星，又叫通讯卫星思考：同步卫星的哪些物理量是不变的呢？又叫静止轨道卫星，通常用作通讯卫星结论：地球同步卫星必须发射在赤道正上方的固定高度，并且以固定的速度环绕地球做圆周运动。三、人造卫星三、人造卫星三、人造卫星三、人造卫星四、梦想成真1957年10月，原苏联发射第一颗人造地球卫星卫星重83.6kg，每96min绕地球飞行一圈几年之后，1961年4月12日苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船。实现了人类第一次进入太空。他的非凡勇气，鼓舞了更多人为航天事业奋斗。四、梦想

6、成真1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。当时，上亿人通过电视注视着走出登月舱的阿姆斯特朗，他在月球上迈出了一小步，确是人类迈出的一大步。航天飞机资料：可重复使用的用运载火箭发射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之间运送人员和物资，并滑翔降落于地面。1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号发射成功。四、梦想成真2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路。四、梦想成真“哈勃”太空望远镜哈勃望远镜长

7、13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元，于1990年4月25日由美国航天飞机送上高590千米的太空轨道。哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从华盛顿看到1.6万千米外悉尼的一只萤火虫。四、梦想成真2001年，第一位太空游客美国人蒂托(中)，进入国际空间站，开始太空观光。四、梦想成真1975年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按计划返回地面；中国是第三个掌握卫星回收技术的国家。197