《宇宙航行》5(新人教版必修2).PPT课件
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人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行 课件 (共27张PPT)
（3）速率、角速度、加速度一定
（4）高度一定: 在赤道上空 （5）轨道平面一定：与地球赤道平面共面
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。
例3.关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ ACD ） A.它的运行速度小于7.9km/s B.它的运行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合 D.每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的
C.c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上
的c D.a卫星由于某原因，轨道半径 缓慢减小，其线速度将增大
3.根据观察，在土星外层有一个环，为了判断该环是土星
的连续物还是小卫星群，可测出环中各层的线速度V与该 层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是 （ AD ） A.若V与R成正比，则环为连续物
R1∶R2=3∶1，下列有关数据之比正确的是( D ) A.周期之比T1∶T2=3∶1 B.线速度之比v1∶v2=3∶1 C.向心力之比F1∶F2=1∶9
D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9
2.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动 的3颗卫星，下列说法正确的是（ D ） A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
例1.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是 （ BC ）
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
三、人造卫星的超重和失重
1.发射和回收阶段 发射 回收 2.沿圆轨道正常运行 只受重力 a = g 完全失重 加速上升 减速下降 超重 超重
6.5《宇宙航行》课件(新人教版必修2)
已知：地球质量 ，半径R，卫星距地面高度h， 已知：地球质量M，半径 ，卫星距地面高度 ，引 力常量G 请你利用已学的知识 请你利用已学的知识， 力常量 .请你利用已学的知识， 探究卫星绕地球的运 行速度v 周期T与高度 的关系. 与高度h的关系 行速度 、周期 与高度 的关系
课堂练习
减速制动
月球探测卫星发射
（地球卫星的最小发射速度） 地球卫星的最小发射速度）
GM v= 或 v = gR R 第二宇宙速度（逃逸速度）： =11.2千米 ）：v 千米/ 第二宇宙速度（逃逸速度）：v =11.2千米/秒
（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度） 卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）
Mm v2 mg = G 2 = m R R
专题学习网站
中国载人航天工程网： 中国载人航天工程网： 中国探月网： 中国探月网：/
韦纳·冯 布劳恩 韦纳 冯·布劳恩
第5节 宇 宙 航 行
4、 梦 想 成 真
历史放映厅：人类载人航天 年 历史放映厅：人类载人航天50年
课堂小结
1、宇宙速度： 宇宙速度
第一宇宙速度： 第一宇宙速度：v＝7.9km／s 是卫星发射的最小 7.9km／ 速 是卫星绕地球运行的最大速度。 度，是卫星绕地球运行的最大速度。 第二宇宙速度： 11.2km／ 第二宇宙速度：v＝11.2km／s，是卫星挣脱地球 束 缚的最小发射速度 第三宇宙速度: v＝16.7km／ 第三宇宙速度: v＝16.7km／s，是挣脱太阳束缚 的 最小发射速度。 最小发射速度。
月球
地月转移轨道
点火加速
地球
月 球 轨 道
我国发射的探月卫星“嫦娥一号”的轨道半径是圆形的， [例1] 我国发射的探月卫星“嫦娥一号”的轨道半径是圆形的， 且贴近月球表面。已知月球质量约为地球质量的1 80， 且贴近月球表面。已知月球质量约为地球质量的1/80，月球的半 径约为地球半径的1 地球第一宇宙速度约为7 km/s， 径约为地球半径的1/4，地球第一宇宙速度约为7.9km/s，求“嫦 娥一号”探月卫星绕月球运行的速率？ 娥一号”探月卫星绕月球运行的速率？
高中物理人教版必修二6.5宇宙航行课件(共43张PPT)
人类遨游太空回顾
• 尼尔·阿姆斯特朗 巴兹·奥尔德林
• 1969年7月20日，美 国宇航员巴兹·奥尔德 林（如图）和尼尔·阿 姆斯特朗（头盔中影 像）乘“阿波罗”11 号飞船首次登上月球。
人类遨游太空回顾
• 布鲁斯·麦坎德利斯
• 1984年6月7日，美国 航天飞机“挑战者” 号宇航员布鲁斯·麦坎 德利斯使用载人机动 装置，离开航天飞机 320英尺，完成了人类 首次无安全索太空行 走
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的 速度
5.把卫星绕地球的运动看做匀速圆
周运动,则离地球越远的卫星( BCD )
A.周期越小
B.线速度越小
C.角速度越小 D.受到的地球引
力越小
6、发射一颗绕地球做圆周运动
的人造卫星,如果它的轨道半径是
地球4倍,它的轨道速度是第一宇
宙速度的多少倍？
解:万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有
小结：
一、牛顿的设想 ----发射人造卫星 二、卫星的动力学方程 F万 = F向 三、宇宙速度：
第一宇宙速度（环绕速度）： V 7.9km / s 1
第二宇宙速度（脱离速度）： V 11.2km / s 2
会推导，理解它是 最小的发射速度， 最大的环绕速度
第三宇宙速度（逃逸速度）： V 16.7km / s 3
G
Mm r2
答：低轨道上的运行速度大，因为卫星离地心越近 （r越小），它的运行速度就越大。
3.发射速度和运行速度是同一个速度吗？ 答：不是。 运行速度： 指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。 发射速度：
指被发射物在地面附近离开发射装置时的速v度发射。
v环绕
人教版物理必修二课件6.5 ：宇宙航行 (共23张PPT)
2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个 确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球赤道 平面重合，卫星离地面高度为定值。
对同步卫星：其r、 v、ω、T 、均为定值
计算同步卫星高度
由万有引力提供向心力
Mm
4 2
G (R h)2 m T 2 (R h)
h3
GMT 2
4 2
R 3.6 107 m
同步通讯卫星轨道半径： R h 4.2107 m
同步卫星的线速度
解：由G万M有m引力 提m供 2向心力 故 :
r2
r
由此解出:
GM r
将地球质量M及轨道半径r代入，可得同步通讯 卫星的速率
GM r
6.67
1011 6.0 4.2 107
1024
m
/
s
3.1103
但在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 航员全部遇难。（其中有6名美国 人、1名以色列人）
中国航天史
1970年， “东方红”1号， 中国第一颗人造卫星。中国是 第五个能自行发射卫星的国家。
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。
思考：卫星运动的线速度、角速度 和周期与轨道半径的关系呢？
即：人造卫星的运动有何规律？
F
(1)
由
G
M地m卫 r2
m卫
v2 r
得:v
GM地 r
V
(2)
由G
M地m卫 r2
m卫2r得:
GM地 r3
对同步卫星：其r、 v、ω、T 、均为定值
计算同步卫星高度
由万有引力提供向心力
Mm
4 2
G (R h)2 m T 2 (R h)
h3
GMT 2
4 2
R 3.6 107 m
同步通讯卫星轨道半径： R h 4.2107 m
同步卫星的线速度
解：由G万M有m引力 提m供 2向心力 故 :
r2
r
由此解出:
GM r
将地球质量M及轨道半径r代入，可得同步通讯 卫星的速率
GM r
6.67
1011 6.0 4.2 107
1024
m
/
s
3.1103
但在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 航员全部遇难。（其中有6名美国 人、1名以色列人）
中国航天史
1970年， “东方红”1号， 中国第一颗人造卫星。中国是 第五个能自行发射卫星的国家。
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。
思考：卫星运动的线速度、角速度 和周期与轨道半径的关系呢？
即：人造卫星的运动有何规律？
F
(1)
由
G
M地m卫 r2
m卫
v2 r
得:v
GM地 r
V
(2)
由G
M地m卫 r2
m卫2r得:
GM地 r3
宇宙航行课件PPT
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GM 或v R
gR
第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度 是地球卫星的最小发射速度
二、梦想成真
G
Mm r2
ma向
v2 m
r
mr 2
mr( )2
T
M a向 G r 2 , v
GM ,T 2
r
r 3 ,
GM
GM r3
mg
G
Mm r2
g
G
Mr 2（距地心r处的重力加速度）
在地面r
R，g
GM R2
2
T
离地面高度:h=36000km。
线速度: v =3.1km/s。
1. 为 了 同 步 卫 星 之 间 不 互 相 干扰，大约3°左右才能放 置1颗，这样地球的同步卫 星只能有120颗。可见，空 间位置也是一种资源。
人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行公开课教学课件共38张PPT
1.世界航天史 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。
探究问题7：
看书“梦想成真”这块内容，了解航天史上还 有哪些值得我们记住的重大事件？
三、梦想成真
1.世界航天史
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。 阿姆斯特朗走出登月舱，在月球上迈出了一小步， 却是人类迈出的一大步。
月球探测器发射成功。
爱因斯坦曾说过：“一个人最完美和最强烈的情 感来自面对不解之谜”。
课堂小结：
宇 宙 航 2.宇宙速度 行 3.梦想成真
1.牛顿的设想 第一宇宙速度（环绕速度）
v1=7.9km/s 第二宇宙速度（逃逸速度） v2=11.2km/s
第三宇宙速度（脱离速度） v3=16.7km/s
它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度22009年5月航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后在a点从圆形轨道进入椭圆轨道b为轨道上的一点如图所示关于航天飞机的运动下列说法中正确的有a
6.5 宇宙航行
歌曲：加油，去宇宙
6.5 宇宙航行
学习目标：
1.了解牛顿关于人造地球卫星的最初构想。 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题 。 3.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一 宇宙速度。 4.通过实例，了解人类对太空的探索历程，感受 人类对客观世界不断探究的精神和情感。
GM v r
二、宇宙速度
1.第一宇宙速度（v=7.9km/s）：
(1)定义：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运 动的速度。
（2）第一宇宙速度的理解： 第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度， 也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。
探究问题7：
看书“梦想成真”这块内容，了解航天史上还 有哪些值得我们记住的重大事件？
三、梦想成真
1.世界航天史
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。 阿姆斯特朗走出登月舱，在月球上迈出了一小步， 却是人类迈出的一大步。
月球探测器发射成功。
爱因斯坦曾说过：“一个人最完美和最强烈的情 感来自面对不解之谜”。
课堂小结：
宇 宙 航 2.宇宙速度 行 3.梦想成真
1.牛顿的设想 第一宇宙速度（环绕速度）
v1=7.9km/s 第二宇宙速度（逃逸速度） v2=11.2km/s
第三宇宙速度（脱离速度） v3=16.7km/s
它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度22009年5月航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后在a点从圆形轨道进入椭圆轨道b为轨道上的一点如图所示关于航天飞机的运动下列说法中正确的有a
6.5 宇宙航行
歌曲：加油，去宇宙
6.5 宇宙航行
学习目标：
1.了解牛顿关于人造地球卫星的最初构想。 2.会解决涉及人造地球卫星运动的较简单的问题 。 3.知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一 宇宙速度。 4.通过实例，了解人类对太空的探索历程，感受 人类对客观世界不断探究的精神和情感。
GM v r
二、宇宙速度
1.第一宇宙速度（v=7.9km/s）：
(1)定义：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运 动的速度。
（2）第一宇宙速度的理解： 第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度， 也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。
人教版必修二6.5《宇宙航行》精品.
(
2
T
)2
(R
地
h)h
3
解得h
GM 地T 2
4 2
R地
3.6 104 km
5.6R地
地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h ？
同步卫星
为了卫星之间不互相干扰， 大约3°左右才能放置1颗，这样 地球的同步卫星只能有120颗。可 见，空间位置也是一种资源。
凡是人造卫星的问题都可从下列关 系去列运动方程，即:
• 教学重点： 第一宇宙速度的推导． • 教学难点：运行速率与轨道半径之间的关系． • 教学方法 ：探究、讲授、讨论、练习 • 教具准备：录像资料、多媒体
一、人造卫星的发射原理 二、宇宙速度 三、人造卫星的运动规律 四、地球同步卫星
一、人造卫星的发射原理
牛顿设想： 抛出速度很大时，物体就不会落加地面
设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星 在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。
那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的
速度v如何推算？
G
Mm r2
m
v2 r
v GM r
v 1 r
卫星离地心越远，它运行的速度越慢。
近地面的卫星的速度是多少呢？
已 知 ： G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
高中物理新必修２ 系列
序言
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新人教版高中物理必修二 教学课件：6.5 宇宙航行(共28张PPT)
到太阳系以外。
概念辨析
发射速度和运行速度
1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置 时的速度。
①宇宙速度均指发射速度
②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也 是环绕地球运行的最大速度 2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周 运动的速度。
GM v1 r
r↑ v↓
近地卫星 v发 v运 其它卫星 v发 >v运
（4）如果卫星发射速度大于7.9km/s，而小于 11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行．
2.第二宇宙速度（大小：v=11.2km/s ）：当物体的速度大
于或等于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开 地球。 3.第三宇宙速度（大小：v=16.7km/s ）：如果物体的速度 大于或等于16.7km/s，物体就能摆脱太阳引力的束缚，飞
例1.发射一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,如果它
的轨道半径是地球半径的4倍,它的轨道速度是第一宇宙 速度的多少倍？ 解:由万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力得
Mm v2 G 2 m r r
v GM r
设第一宇宙速度为v1,卫星的轨道速度为v2
v2 v1 r1 1 r2 2
1 v2 v1 2
地球
３．人造卫星运动参量的关系
（1）、线速度、角速度、周期、加速度等 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,求卫星运 动的线速度v、角速度ω、 周期T 、加速度an?
V
F
由F引=F向得到：
Mm v G 2 m r r
GMm 2 mr ω r2
2
v
ω
2
GM ( r↑,v ↓) r
法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
人教版必修2 6.5宇宙航行 (共21张PPT)
3、第三宇宙速度： V3= 16.7km/s （逃逸速度）
在地面以该速度发射，则卫星将离开太Байду номын сангаас系
含义：
。
特别提醒： 三种宇宙速度是针对地球来说的,
换成别的星球，数据不一样
1、人造地球卫星的轨道半径越大，则 ( BC ) A、速度越小，周期越小 B、速度越小，加速度越小 C、加速度越小,周期越大 D、角速度越小,加速度越大
(1)由
G
Mm r2
=m
v2 r
得：ｖ＝
GM r
(2)由
G
M m =mω2r r2
得：ω＝
GM
r3
(3)由 G
M
m
=m( ２π
2
)r
r2
T
得：Ｔ＝
总结：
4π2r3
GM
卫星运动情况(V 、ω 、T )是由 r 惟 一决定，与m无关
记忆：“越近越快，越远越慢，与m无关”
结论：
b 离地球最近，轨道半径r最小，所以： 线速度V最大，角速度W最大，加速度a 最大,,,,而转一圈的时间（周期）T最小，
复习回顾
万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：
(1) 地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力
mg
G
mM R2
(2) 环绕天体所需向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供
F引 Fn
G
Mm r2
m
2r
m(
2
T
)2
r
6.5 宇宙航行
中 国 人 的 飞 天 梦
外国人的“飞天”梦
1.在地球上，卫星的最小发射速度 2.地球的第一宇宙速度
【人教版】高中物理必修二：宇宙航行优秀ppt课件课件
所必需的最小发射速度。
• 特别提醒： • (1)第一宇宙速度是最大环绕速度，也是最小发射速度。 • (2)当在地面上以7.9km/s<v<11.2km/s的速度发射卫星时，该卫星的
轨道是椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上。 • (3)三个宇宙速度分别为在三种不同情况下在地面附近的最小发射速
度。
• (原创题)“天宫一号”目标飞行器在距地面355km的轨道上做圆周运 动，其飞行速率( )
• 2．第二宇宙速度(脱离速度) • (1)大小：v2＝11.2km/s • (2)物理意义：卫星脱离地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星
或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度。
• 3．第三宇宙速度(逃逸速度) • (1)大小：v3＝16.7km/s • (2)物理意义：卫星脱离太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间
宇宙航行
1.1.1 集合的概念
• 万有引力定律的发现，不仅解决了天上行星的运行问题，也为人们开 辟了“上天”的理论之路。
• 1957年10月4日，前苏联用三级火箭发射了世界上第一颗人造地球卫 星——“旅行者1号”，人类开始迈入航天时代。2008年9月25日，“神 舟七号”飞船成功发射升空，9月27日下午，翟志刚出舱进入太空行走。 2013年12月4日，“嫦娥三号”在月球成功实现软着陆，中华民族古 老的“奔月”梦想成为现实。
半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
• (3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫 星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必须是卫星 圆轨道的圆心。
• (4)三类人造地球卫星轨道： • A．赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，卫星始终处于赤道上方； • B．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； • C．一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图所示。
• 特别提醒： • (1)第一宇宙速度是最大环绕速度，也是最小发射速度。 • (2)当在地面上以7.9km/s<v<11.2km/s的速度发射卫星时，该卫星的
轨道是椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上。 • (3)三个宇宙速度分别为在三种不同情况下在地面附近的最小发射速
度。
• (原创题)“天宫一号”目标飞行器在距地面355km的轨道上做圆周运 动，其飞行速率( )
• 2．第二宇宙速度(脱离速度) • (1)大小：v2＝11.2km/s • (2)物理意义：卫星脱离地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星
或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度。
• 3．第三宇宙速度(逃逸速度) • (1)大小：v3＝16.7km/s • (2)物理意义：卫星脱离太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间
宇宙航行
1.1.1 集合的概念
• 万有引力定律的发现，不仅解决了天上行星的运行问题，也为人们开 辟了“上天”的理论之路。
• 1957年10月4日，前苏联用三级火箭发射了世界上第一颗人造地球卫 星——“旅行者1号”，人类开始迈入航天时代。2008年9月25日，“神 舟七号”飞船成功发射升空，9月27日下午，翟志刚出舱进入太空行走。 2013年12月4日，“嫦娥三号”在月球成功实现软着陆，中华民族古 老的“奔月”梦想成为现实。
半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
• (3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫 星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必须是卫星 圆轨道的圆心。
• (4)三类人造地球卫星轨道： • A．赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，卫星始终处于赤道上方； • B．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； • C．一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图所示。
人教版高中物理必修二课件：宇宙航行+(共13张PPT)
1969年7月20日，美国宇航员尼 尔·阿姆斯特朗、迈克尔·柯林 斯、巴兹·奥尔德林(上图从左至 右)，成功登月。
史(12中9上06)第101，年91一人斯英行6进年，次3类走尺·苏年入，宇第。，麦1联，国第宙完一坎9宇8瓦飞成德位际一4航莲人年利行进空位员蒂类斯盔，，入实间太尤娜首中离人美太左。里次·站人空开类国捷空图无影·航，游飞加列宇的为安为天天加什航月女开客阿全飞林梦球科性员姆始美索机上，想娃。布斯太3太国的终完2，特空鲁0空人奥成于朗尔。观蒂变人德成类光托林历现。，头
速度）
第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度. （环
绕速度）
11.2 km/s >V > 7.9 km/s
绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭
圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。
二、宇宙速度
1、当发射速度为7.9km/s, 物体恰好环绕地球表面做圆周运动；
2、当发射速度大于7.9km/s 时： ① 7.9km/s<V<11.2km/s,但环绕速度<7.9km/s 物体仍绕地球运行，但径迹是椭圆； ② 11.2km/s<V<16.7km/s 物体脱离地球的吸引而围绕太阳运行； ③ V>16.7km/s 物体脱离太阳的吸引，而成为自由天体。
从高山上水平抛出物体，速 度越大，落地点离山脚越远。如 果没有空气阻力，当速度足够大 时，物体就永远不会落到地面上 来，它将围绕地球旋转，成为一 颗永远绕地球运动的人造卫星。
牛顿人造卫星原理 图
❖1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” ❖2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 ❖3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 ❖4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 ❖5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
史(12中9上06)第101，年91一人斯英行6进年，次3类走尺·苏年入，宇第。，麦1联，国第宙完一坎9宇8瓦飞成德位际一4航莲人年利行进空位员蒂类斯盔，，入实间太尤娜首中离人美太左。里次·站人空开类国捷空图无影·航，游飞加列宇的为安为天天加什航月女开客阿全飞林梦球科性员姆始美索机上，想娃。布斯太3太国的终完2，特空鲁0空人奥成于朗尔。观蒂变人德成类光托林历现。，头
速度）
第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度. （环
绕速度）
11.2 km/s >V > 7.9 km/s
绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭
圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。
二、宇宙速度
1、当发射速度为7.9km/s, 物体恰好环绕地球表面做圆周运动；
2、当发射速度大于7.9km/s 时： ① 7.9km/s<V<11.2km/s,但环绕速度<7.9km/s 物体仍绕地球运行，但径迹是椭圆； ② 11.2km/s<V<16.7km/s 物体脱离地球的吸引而围绕太阳运行； ③ V>16.7km/s 物体脱离太阳的吸引，而成为自由天体。
从高山上水平抛出物体，速 度越大，落地点离山脚越远。如 果没有空气阻力，当速度足够大 时，物体就永远不会落到地面上 来，它将围绕地球旋转，成为一 颗永远绕地球运动的人造卫星。
牛顿人造卫星原理 图
❖1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” ❖2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 ❖3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 ❖4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 ❖5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
人教版高一物理必修2第六章6.5宇宙航行(共30张PPT)[优秀课件资料]
![人教版高一物理必修2第六章6.5宇宙航行(共30张PPT)[优秀课件资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/451a96b6f61fb7360a4c6524.png)
要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由于向 心力是万有引力提供的，卫星轨道的圆心必须是地心。
三、梦想成真 同步卫星有以下几个特点：
5、同步卫星高度固定不变
（Ｒ＋ｈ）
解得高度 ：ｈ＝
v2r23.-14.23177m 0/s3.1k/m s km
T 243600 线速度： 22 3 .1r 4a /s d 7 .3 1 5 0 ra /sd
发射速度： 指被发射 物体离开地面时的速 度。（物体被发射后， 不再受到推力，完全 凭借惯性向前运动。）
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘:
牛顿就曾设想, 从高山上用不同 的水平速度抛出物体,速度一次 比一次大,则落点一次比一次远, 如不计空气的阻力,当速度足够 大时, 物体就永远不会落到地面 上来,而围绕地球旋转,成为一颗 人造地球卫星了。
展望未来
光子火箭
超光速飞船“千年隼”号 《星球大战》
三、梦想成真
同步卫星
同步卫星有以下几个特点：
1、同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。
2、同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。T=24h
3、同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。(ω=ω0) 4、同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在 赤道的正上方。（不可能定点在我国某地上空，为什么？ ）
1969年7月20日，阿波罗 11号将人类送上了月球。
三 梦想成真
2 中国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空
2007年10月24日嫦娥
一号月球探测器发射 成功
三、梦想成真
伴随着“神舟’五号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工 程”，开始了宇宙探索的新征程．
三、梦想成真 同步卫星有以下几个特点：
5、同步卫星高度固定不变
（Ｒ＋ｈ）
解得高度 ：ｈ＝
v2r23.-14.23177m 0/s3.1k/m s km
T 243600 线速度： 22 3 .1r 4a /s d 7 .3 1 5 0 ra /sd
发射速度： 指被发射 物体离开地面时的速 度。（物体被发射后， 不再受到推力，完全 凭借惯性向前运动。）
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘:
牛顿就曾设想, 从高山上用不同 的水平速度抛出物体,速度一次 比一次大,则落点一次比一次远, 如不计空气的阻力,当速度足够 大时, 物体就永远不会落到地面 上来,而围绕地球旋转,成为一颗 人造地球卫星了。
展望未来
光子火箭
超光速飞船“千年隼”号 《星球大战》
三、梦想成真
同步卫星
同步卫星有以下几个特点：
1、同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。
2、同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。T=24h
3、同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。(ω=ω0) 4、同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在 赤道的正上方。（不可能定点在我国某地上空，为什么？ ）
1969年7月20日，阿波罗 11号将人类送上了月球。
三 梦想成真
2 中国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空
2007年10月24日嫦娥
一号月球探测器发射 成功
三、梦想成真
伴随着“神舟’五号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工 程”，开始了宇宙探索的新征程．
人教版物理必修二课件6.5宇宙航行课件
(3)第三宇宙速度
①大小：v3＝16.7km/s ②物理意义：卫星脱离太阳引力的束缚， 飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速 度．
特别提醒：
(1)第一宇宙速度是最大运行速度，也是 最小发射速度．
(2)三个宇宙速度分别为在三种不同情况 下在地面附近的最小发射速度．
(北京育才中学08～09学年高一下学期期 中)关于第一宇宙速度，以下说法中正确的 是( )
位置后再加速，则其轨道半径增大，同时速
度减小，当刚好运动到空间站所在轨道时停
止加速，则飞船的速度刚好等于空间站的速
度，可完成对接；
若飞船先加速到一个较高轨道，其速度 小于空间站速度，此时空间站比飞船运动快， 当二者相对运动一周后，使飞船减速，轨道 半径减小又使飞船速度增大，仍可追上空间 站，但这种方法易造成飞船与空间站碰撞， 不是最好办法，且空间站追飞船不合题意， 综上所述，方法应选B.
2 ． 7.9km/s 环 绕 11.2km/s 脱 离 16.7km/s 逃逸
3．苏联 83.6 96min 苏联 108min 美国 7月19日 7月20日4时17分 阿姆斯 特朗
4．中国 杨利伟 中国 费俊龙 聂海 胜
地球对周围的物体有引力作用，因而抛 出的物体要落回地面，当物体速度足够大时， 物体就永远不会落回到地面上来，它将围绕 地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球 卫星．
第 二 宇 宙 速 度 大 小 为 ________ ， 也 叫 ________速度．
第 三 宇 宙 速 度 大 小 为 ________ ， 也 叫 ________速度．
3．世界上第一颗人造卫星是1957年10月 4 日 在 ________ 发 射 成 功 的 ， 卫 星 质 量 为 ________kg，绕地球飞行一圈需要的时间为 __________．
【最新】人教版高一物理必修二教学课件 6.5 宇宙航行 (共20张PPT)
3
卫星的最小周期
我们能否发射一颗周期为 70min的卫星呢？
3.三个宇宙速度 （1）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度， 叫第一宇宙速度，也叫地面附近的环绕速度。数值为 7.9km/s.它既是卫星绕地球运动的最大线速度,也是卫 星发射的最小速度.当发射速度大于7.9km/s，它绕地球 运行的轨道不是圆，而是椭圆。 （2）当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克 服地球的引力，成为围绕太阳运动的人造行星，或飞 到其它行星上。我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度，也 叫脱离速度。 （3）当物体的速度等于或大于16.7km/s时，物体可以挣 脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们 把16.7km/s叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。
人造卫星的超重和失重
1、发射和回收阶 段发射 加速上升
超重 超重 完全失重
回收 只受重力
减速下降 a=g
2、沿圆轨道正常运行
与重力有关的现象全部消失
天平 弹簧秤测重力 液体压强计
地球同步卫星
1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的 人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地 做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h 2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一 个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球 赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。
比较v1、v2、v3的大小?
v2
v1____ > v2 v3 v2____ < v3 v1____ > v3 v1>v3>v2
P
v1
四、知识应用
例题、从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到 达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回 地球被吸收，光速为c，光讯号往复经历的时间为t， 地球的半径为R，月球的半径为r，月球绕地球转动的 周期为T，试求地球的质量。 解析：设地球质量为M ，月球质量为m，则： 2 Mm G '2 =m 4 · r′
卫星的最小周期
我们能否发射一颗周期为 70min的卫星呢？
3.三个宇宙速度 （1）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度， 叫第一宇宙速度，也叫地面附近的环绕速度。数值为 7.9km/s.它既是卫星绕地球运动的最大线速度,也是卫 星发射的最小速度.当发射速度大于7.9km/s，它绕地球 运行的轨道不是圆，而是椭圆。 （2）当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克 服地球的引力，成为围绕太阳运动的人造行星，或飞 到其它行星上。我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度，也 叫脱离速度。 （3）当物体的速度等于或大于16.7km/s时，物体可以挣 脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们 把16.7km/s叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。
人造卫星的超重和失重
1、发射和回收阶 段发射 加速上升
超重 超重 完全失重
回收 只受重力
减速下降 a=g
2、沿圆轨道正常运行
与重力有关的现象全部消失
天平 弹簧秤测重力 液体压强计
地球同步卫星
1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的 人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地 做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h 2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一 个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球 赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。
比较v1、v2、v3的大小?
v2
v1____ > v2 v3 v2____ < v3 v1____ > v3 v1>v3>v2
P
v1
四、知识应用
例题、从地球发出的光讯号垂直于地面发射，讯号到 达月球表面时正好能垂直射向水平月面，经反射返回 地球被吸收，光速为c，光讯号往复经历的时间为t， 地球的半径为R，月球的半径为r，月球绕地球转动的 周期为T，试求地球的质量。 解析：设地球质量为M ，月球质量为m，则： 2 Mm G '2 =m 4 · r′
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第五节 宇宙航行
导入
从远古时代起人们就想象着飞向太空， 奔向月球，那么怎样才能实现这一梦想呢?
这一节我们来探究这个问题．
300多年 前，牛顿 提出设想:
一、宇宙速度
从高山上用不
地球
同的水平速度抛出
物体,速度越大,落
点离山脚越远.
如果没有空气阻力,当速度 足够大时,物体就永远不会落到 地面上,它将成为一颗绕地球运 动的人造地球卫星.
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
1，正常运行的人造卫星：
线速度：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的 万有引力提供向心力。
设地球质量为M，半径为R.人造地球卫星在 圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r.
GMm
mv 2
r2
r
v GM r
v 从上式可以看出:
1,
r
Hale Waihona Puke 卫星离地心越远，它运行的速度越慢。
描述卫星运动的其他量：
(1)由ＧMm/r2＝ｍω２ｒ 得：ω＝ GM
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最 大速度
B．它是人造地球卫星在近地圆形轨道 上的运动速度
C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的 最小发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运动时近地 点的速度
2．人造地球卫星绕地球做圆周运动的线速度
可以是( B )
①11.2km/s ②7.9km/s
③6km/s
④16.7km/s
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
3．在离地面某一高度围绕地球做圆周运动的 人造卫星，下列说法中正确的是( BC )
A．该卫星在轨道上的运行速度大于第一宇宙 速度
B．该卫星在轨道上的运行速度小于第一宇宙 速度
C．发射该卫星时的发射速度大于第一宇宙速 度
D．发送该卫星时的发射速度小于第一宇宙速 度
1969年7月16日9时32分，美国“阿波罗11 号”成功登月，标志着载人航天技术迅速发展．
1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗 人造地球卫星——东方红
1992年，中国载人 航天工程正式启动．
2003 年 10月 15日 9时，我国“神舟”五号 宇宙飞船在酒泉卫星发 射中心成功发射，把中 国第一位航天员杨利伟 送入太空．
地球
V1=7.9km/s
椭圆．当发射速度等于或大
于11.2 km/s时，它就会克服
地球的引力成为绕太阳运转的人造行星或飞到其
他行星上去．11.2 km/s称为第二宇宙速度．
4、第三宇宙速度：
当物体的速度v≥16.7km/s，物体就摆脱了太
阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。
这个速度叫第三宇宙速度。
出
GM 6.67 1011 5.89 1024
V
1
R
6.37 106
7.9 103m / s 7.9km / s
方法二：卫星在地面附近绕地球 做圆周运动，可看作重力提供向心力：
mg m v2 R
v gR
7.9103 m / s
7.9km / s
这个速度是 卫星环绕地球做匀速圆周运动 的最大速度，叫第一宇宙速度．
r3
(3)由GMm/r2＝４π２
mr T2
得：
Ｔ＝２π r3
GM 可见：V 、ω、T 与 r 为 一 一对应关系
2．第一宇宙速度(7.9km/s)
v 由
GM 轨道越低，绕地球运行的
r
环绕速度越大．当卫星靠近地面运行时，
运行速度最大.这时可以认为 r 近似等于地
球半径R，把r用地球半径R代入，可以求
5，人造卫星的轨道：
二、梦想成真 探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，
是人类自古以来的梦想，现在真的“梦想成真” 了．
1957年10月4日，前苏联发射成功了世界上 第一颗人造地球卫星．
1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘坐 “东方一号”载人飞船，成功绕地球运行了1圈， 铸就了人类进入太空的丰碑．
神舟八号无人飞船于2011年11月与“天宫 一号”目标飞行器进行了空间交会对接。
神舟九号飞船于2012 年6月16日18时37分成功 发射，中国航天员景海鹏、 刘洋、刘旺第一次入住“天 宫”。33岁的刘洋也成为中 国第一个飞向太空的女性。
神舟十号飞船将于
2013年6月至8月将搭载三 位航天员飞向太空。
这次成功发射实现
了中华民族千年的飞天 梦想．
2005年10 月12日9时整， 航天员费俊龙、 聂海胜驶乘神舟 六号载人飞船飞 向太空，开始了 中国人首次双人 太空多日行。
这标志着中国载人航天飞行由神舟五号的 验证性飞行试验完全过渡到真正意义上有人参 与的空间飞行试验。
翟志刚在 太空行走
神舟七号飞船于2008年9月25 日21点10分04秒用长征二号F火箭 发射升空.
当人造地球卫星脱离火箭的速度，叫发射 速度．卫星发射的越低，需要的发射速度越小， 因此第一宇宙速度也是发射人造地球卫星的最 小速度．
3、第二宇宙速度：
在地面上发射飞行器，
如果发射速度大于7.9 km/s 而小于11.2 km/s时，它绕 地球运行的轨道不是圆而是
V3=16.7km/s
V2=11.2km/s
伴随着“神舟” 号的发射成功，中国已正式 启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程．
2007年10月24日，我国成功发射了“嫦娥” 一号探月卫星。
2010年10月1日我国成功发射了“嫦娥”二 号探月卫星。
预定 “嫦娥三 号”于 2013年 下半年择 机发射。
1．关于第一宇宙速度，下列说法中错 误的是( D )
4．人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫 星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为 g，则有 ( D )
A．V=√4gR B．V=√2gR C．V=√gR D．V=√gR/2
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
导入
从远古时代起人们就想象着飞向太空， 奔向月球，那么怎样才能实现这一梦想呢?
这一节我们来探究这个问题．
300多年 前，牛顿 提出设想:
一、宇宙速度
从高山上用不
地球
同的水平速度抛出
物体,速度越大,落
点离山脚越远.
如果没有空气阻力,当速度 足够大时,物体就永远不会落到 地面上,它将成为一颗绕地球运 动的人造地球卫星.
You Know, The More Powerful You Will Be
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
1，正常运行的人造卫星：
线速度：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的 万有引力提供向心力。
设地球质量为M，半径为R.人造地球卫星在 圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r.
GMm
mv 2
r2
r
v GM r
v 从上式可以看出:
1,
r
Hale Waihona Puke 卫星离地心越远，它运行的速度越慢。
描述卫星运动的其他量：
(1)由ＧMm/r2＝ｍω２ｒ 得：ω＝ GM
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最 大速度
B．它是人造地球卫星在近地圆形轨道 上的运动速度
C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的 最小发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运动时近地 点的速度
2．人造地球卫星绕地球做圆周运动的线速度
可以是( B )
①11.2km/s ②7.9km/s
③6km/s
④16.7km/s
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
3．在离地面某一高度围绕地球做圆周运动的 人造卫星，下列说法中正确的是( BC )
A．该卫星在轨道上的运行速度大于第一宇宙 速度
B．该卫星在轨道上的运行速度小于第一宇宙 速度
C．发射该卫星时的发射速度大于第一宇宙速 度
D．发送该卫星时的发射速度小于第一宇宙速 度
1969年7月16日9时32分，美国“阿波罗11 号”成功登月，标志着载人航天技术迅速发展．
1970年4月24日，中国成功地发射了第一颗 人造地球卫星——东方红
1992年，中国载人 航天工程正式启动．
2003 年 10月 15日 9时，我国“神舟”五号 宇宙飞船在酒泉卫星发 射中心成功发射，把中 国第一位航天员杨利伟 送入太空．
地球
V1=7.9km/s
椭圆．当发射速度等于或大
于11.2 km/s时，它就会克服
地球的引力成为绕太阳运转的人造行星或飞到其
他行星上去．11.2 km/s称为第二宇宙速度．
4、第三宇宙速度：
当物体的速度v≥16.7km/s，物体就摆脱了太
阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。
这个速度叫第三宇宙速度。
出
GM 6.67 1011 5.89 1024
V
1
R
6.37 106
7.9 103m / s 7.9km / s
方法二：卫星在地面附近绕地球 做圆周运动，可看作重力提供向心力：
mg m v2 R
v gR
7.9103 m / s
7.9km / s
这个速度是 卫星环绕地球做匀速圆周运动 的最大速度，叫第一宇宙速度．
r3
(3)由GMm/r2＝４π２
mr T2
得：
Ｔ＝２π r3
GM 可见：V 、ω、T 与 r 为 一 一对应关系
2．第一宇宙速度(7.9km/s)
v 由
GM 轨道越低，绕地球运行的
r
环绕速度越大．当卫星靠近地面运行时，
运行速度最大.这时可以认为 r 近似等于地
球半径R，把r用地球半径R代入，可以求
5，人造卫星的轨道：
二、梦想成真 探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的太空，
是人类自古以来的梦想，现在真的“梦想成真” 了．
1957年10月4日，前苏联发射成功了世界上 第一颗人造地球卫星．
1961年4月12日，前苏联宇航员加加林乘坐 “东方一号”载人飞船，成功绕地球运行了1圈， 铸就了人类进入太空的丰碑．
神舟八号无人飞船于2011年11月与“天宫 一号”目标飞行器进行了空间交会对接。
神舟九号飞船于2012 年6月16日18时37分成功 发射，中国航天员景海鹏、 刘洋、刘旺第一次入住“天 宫”。33岁的刘洋也成为中 国第一个飞向太空的女性。
神舟十号飞船将于
2013年6月至8月将搭载三 位航天员飞向太空。
这次成功发射实现
了中华民族千年的飞天 梦想．
2005年10 月12日9时整， 航天员费俊龙、 聂海胜驶乘神舟 六号载人飞船飞 向太空，开始了 中国人首次双人 太空多日行。
这标志着中国载人航天飞行由神舟五号的 验证性飞行试验完全过渡到真正意义上有人参 与的空间飞行试验。
翟志刚在 太空行走
神舟七号飞船于2008年9月25 日21点10分04秒用长征二号F火箭 发射升空.
当人造地球卫星脱离火箭的速度，叫发射 速度．卫星发射的越低，需要的发射速度越小， 因此第一宇宙速度也是发射人造地球卫星的最 小速度．
3、第二宇宙速度：
在地面上发射飞行器，
如果发射速度大于7.9 km/s 而小于11.2 km/s时，它绕 地球运行的轨道不是圆而是
V3=16.7km/s
V2=11.2km/s
伴随着“神舟” 号的发射成功，中国已正式 启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程．
2007年10月24日，我国成功发射了“嫦娥” 一号探月卫星。
2010年10月1日我国成功发射了“嫦娥”二 号探月卫星。
预定 “嫦娥三 号”于 2013年 下半年择 机发射。
1．关于第一宇宙速度，下列说法中错 误的是( D )
4．人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫 星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为 g，则有 ( D )
A．V=√4gR B．V=√2gR C．V=√gR D．V=√gR/2
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More