宇宙航行ppt(公开课)

二、自主合作 探究规律 2、三种宇宙速度
（1）第一宇宙速度 人造地球卫星在地面附近绕地 球做匀速圆周运动的速度，叫 做第一宇宙速度。
v1=7.9km/s
R
（谐音：吃点酒）
（地面附近、匀速圆周运动）
二、自主合作 探究规律 合作探究2
若已知地球表面重力加速度 g=9.8m/s2，地球的 半径R=6400km，而地球质量M 未知,请计算求得 第一宇宙速度? 第一宇宙速度的另一表达式为:
发射到火星的探测器
• 需要速度大于等于第二宇宙速度
二、自主合作 探究规律 2、三种宇宙速度
（3）第三宇宙速度（逃逸速度） 如果发射的速度等于或大于16.7km/s，物体就可以 摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间 去。我们把这个速度叫第三宇宙速度。
发射“旅行者”宇宙探 测器需要探测器的速度 大于等于第三宇宙速度
发射速度
指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。
运行速度
指卫星在进入运行轨道后绕地球做 圆周运动的线速度，又叫环绕速度。
合作探究1
设地球和卫星的质量分别为M 和m,卫星到地心的距离为r,万 有引力常量为G.求：卫星绕行 的线速度v？
r
F引
R
wk.baidu.com由于卫星绕地球做圆周运动所需向心力由万有引 力提供，所以
二、自主合作 探究规律 1、牛顿的设想
英国科学家牛顿 （1647-1727） 在1687年出版的《自然哲学的数学原理》 中，牛顿设想抛出物体速度足够大时，物 体就不会落回地面。
人造卫星
名 词 解 释
嫦娥一号
在地球上抛出的物体，当它的速度足够 大时，物体就永远不会落到地面上，它 将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动 的人造地球卫星。简称人造卫星。
三、梦想成真
航天科学的先驱 之一
齐奥尔科夫斯基
被人们尊称为“火箭之 父”
人类遨游太空回顾
首次登上月球的人
尼尔· 阿姆斯特朗
巴兹· 奥尔德林
神州七号发射全过程
神州八号与未来空间站
感谢各位 莅 临 指 导！
R
GM1m R1
得 v1 =
2
G

mv1 R1
2
GM1 R1
=
1 M 81 = 1 R 4
2 GM 9 R
=1.76Km/s
二、自主合作 探究规律
2、三种宇宙速度
（2）第二宇宙速度（脱离速度）
思考：若发射速度大于7.9km/s，物体将怎样运动？
当发射的速度等于或大于11.2km/s时，物体就 会脱离地球的引力，不再绕地球运行。我们把 这个速度叫第二宇宙速度。
v gR
v
gR
9.8 6.4 10 6 m / s
7.9km / s
总结：推导第一宇宙速度的两种方法
方法一：万有引力提供 物体作圆周运动的向心 力 方法二：在地面附近， 重力提供物体作圆周运 动的向心力
GMm R2
v
GM R

mv 2 R
v gR 9.8 6.4 106 m / s
神舟六号发射成功：
—— 中国人开始真正尝试太空生活
神舟七号发射成功：
—— 中国人开始第一次太空行走
嫦娥一号、二号发射成功：
—— 中国开展绕月、探月工程
神舟八号、九号、十号与天宫一号对接成功
天宫一号发射成功：
—— 中国人开始建立太空空间站工程
一、创境激情 初步感知
v0
若抛出物体的水平初速度足够大 ,将会出 现什么结果?
一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个 民族只关心脚下的事，注定没有未来——黑格尔
作课人 ：温
愷
指导教师：马先领
1957年，前苏联成功发射人类的第一颗人造卫星
1970年， “东方红一号”人造卫星发射 成功。这 是中国发射的第一颗人造卫星
2003年，神舟五号载人飞船发射成功：
——圆了中国人的飞天梦
GMm r2

mv 2 r
v
GM r
卫星离地心越近，它的环绕速度就越大
1
2 3
思考：如果1号卫星正好在地球表面附近做匀速圆周运动， 环绕速度是多大？(设地球质量为 M，地球半径为R，万有引 力常量为G)
当卫星做近地绕行时，轨道半径≈地球半径R，所以这个数值 也说成：卫星的最大环绕速度，最小的发射速度。
m/s

6.6710 11 5.8910 24 6.4106
7.9km / s
7.9km / s
合作探究 3 月球的质量约为地球的 1/81, 半径约为 地球半径的1/4,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则月 球的第一宇宙速度约为多少?
解：设地球质量为M，地球半径为R，地球的第一宇宙速 度为v，月球的质量为M1,月球的半径为R1,月球的第一宇 宙速度为v1 GM =7.9Km/s v= 物体在月球表面附近做匀速圆周运动仍然有