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《2019_20学年高中物理第六章5.宇宙航行课件新人教版必修.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、5.宇宙航行自我检测自主梳理一、宇宙速度1.人造地球卫星的发射原理(1)牛顿的设想如图所示,在高山上水平抛出一个物体,当物体的初速度足够大时,它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面,成为一颗绕地球转动的人造地球卫星。自我检测自主梳理(2)原理:一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,向心力由地球对它的万有引力提供,即,则卫星在轨道上运行的线速度。2.宇宙速度(1)第一宇宙速度v1=7.9km/s,卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,又称环绕速度。(2)第二宇宙速度v2=11.2km/s,使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度,又称逃逸速
2、度。(3)第三宇宙速度v3=16.7km/s,使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度。自我检测自主梳理二、梦想成真1.1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功。2.1969年7月,阿波罗11号飞船登上月球。3.2003年10月15日,我国第一位航天员杨利伟被送入太空。自我检测自主梳理正误辨析(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s。()解析:卫星绕地球做圆周运动飞行时的轨道半径越小,其线速度就越大,最大速度等于第一宇宙速度7.9km/s。答案:×(2)第一宇宙速度是发射卫星的最小速度。()答案:√(3)无论从哪个星球上
3、发射卫星,发射速度都要大于7.9km/s。()解析:不同星球的第一宇宙速度不同。答案:×(4)当发射速度v>7.9km/s时,卫星将脱离地球的吸引,不再绕地球运动。()解析:使卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度是11.2km/s。答案:×自我检测自主梳理(5)人造卫星能够绕地球转动而不落回地面,是由于卫星不再受到地球引力的作用。()解析:卫星仍然受到地球引力的作用,但地球引力全部用来提供卫星做圆周运动的向心力。答案:×探究一探究二探究三情景导引(1)当抛出速度较小时,物体做什么运动?当物体刚好不落回地面时,物体做什么运动?当抛出速度非常大时,物体还能落回地
4、球吗?(2)若地球的质量为M,物体到地心的距离为r,引力常量为G,试推导物体刚好不落回地面时的运行速度。若物体紧贴地面飞行,其速度大小为多少?(已知地球半径R=6400km,地球质量M=5.98×1024kg)牛顿曾提出过一个著名的理想实验:如图所示,从高山上水平抛出一个物体,当抛出的速度足够大时,物体将环绕地球运动,成为人造地球卫星。据此思考并讨论以下问题:第一宇宙速度的理解与计算随堂检测探究一探究二探究三要点提示(1)当抛出速度较小时,物体做平抛运动。当物体刚好不落回地面时,物体做匀速圆周运动。当抛出速度非常大时,物体不能落回地球。随堂检测探究一探究二
5、探究三知识归纳对第一宇宙速度的理解和推导1.认识第一宇宙速度:第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度,等于人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的运行速度,即近地卫星的环绕速度。2.推导:对于近地人造卫星,轨道半径r近似等于地球半径R=6400km,卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力,g取9.8m/s2,则随堂检测探究一探究二探究三3.其他星球的第一宇宙速度(1)任何一颗星球都有自己的第一宇宙速度,,式中G为引力常量,M为中心星球的质量,g为中心星球表面的重力加速度,R为中心星球的半径。(2)第一宇宙速度之值由中心天体决定。画龙点睛第一宇
6、宙速度是发射卫星的最小速度,又是卫星在圆轨道上运行的最大速度。随堂检测探究一探究二探究三典例剖析例1我国发射了一颗绕月运行的探月卫星嫦娥三号。设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s,则该探月卫星的第一宇宙速度为()A.0.4km/sB.1.8km/sC.11km/sD.36km/s随堂检测探究一探究二探究三答案:B随堂检测探究一探究二探究三规律方法天体环绕速度的计算思路2.如果不知道天体的质量和半径的具体大小,但知道该天体与地球的质量、半径关系,可分别列出天体与
7、地球环绕速度的表达式,用比例法进行计算。随堂检测探究一探究二探究三变式训练1人在一星球上以速率v竖直上抛一物体,经时间t后,物体以速率v落回手中。已知该星球的半径为R,求该星球上的第一宇宙速度。随堂检测探究一探究二探究三情景导引在地球的周围,有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动。请思考:(1)这些卫星的运动的向心力都是由什么力提供?这些卫星的轨道平面有什么特点?(2)这些卫星的线速度、角速度、周期跟什么因素有关呢?人造卫星问题的分析思路随堂检测探究一探究二探究三要点提示(1)卫星的向心力是由地球与卫星的万有引力提供,故所有卫星的轨道平面都经过地心。(2)由
8、可知,卫星的线速度、角速度、周期等与其轨道半径有关。随堂检测探究一
