人教版（2003）高中物理必修二第六章万有引力与航天——宇宙航行

宇宙航行 可行的方案：我们可以发射一个航天器·······思考1：我们可以采取什么方法来避免小行星撞击地球?课堂导入 “平抛速度越大，水平飞行的距离就越远。”这是我们从平抛知识得知的。另外，我们也知道地球是个球体，如果抛出速度足够大，物体还会不会落回地面？牛顿的猜想 13一月2022 探究一：（1）水平抛出的速度和物体绕地球表面做圆周运动的线速度是否相等？（2）物体绕地球做圆周运动的轨道半径是多少？（3）这个圆周运动的向心力由什么力提供？ （2）刚好不落回地面的物体绕地球做圆周运动的轨道半径是多少？（3）这个圆周运动的向心力由什么力提供？探究二：要想使物体不落回地面而绕地球表面做匀速圆周运动，水平抛出速度应为多大？已知：地球半径R=6400km，地球质量M=5.98×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11N·m2/kg2已知：地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2，解：因为所以解得：解得：所以解：因为 一、宇宙速度:1.第一宇宙速度：物体在地面发射绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度。V1=7.9km/s2.第二宇宙速度：物体在地面发射脱离地球引力束缚的最小发射速度。V2=11.2km/s3.第三宇宙速度：物体在地面发射脱离太阳引力束缚的最小发射速度。V3=16.7km/s 发射速度运动情况v<7.9km/sv=7.9km/s7.9km/s<v<11.2km/s11.2km/s<v<16.7km/sv>16.7km/s思考2：物体从地球表面以不同速度发射后，将会怎样运动？落回地面绕地球表面做匀速圆周运动绕地球做椭圆运动脱离地球引力束缚脱离太阳引力束缚 二、人造卫星的发射原理及其运行规律 探究三：卫星绕地球做匀速圆周运动，求环绕的线速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系。（已知引力常量为G，地球质量为M）高轨低速长周期 AB思考4：A、B两颗人造卫星，谁的速度大？是不是环绕地球的最大速度？ 结论：第一宇宙速度是最大的环绕速度。思考5：绕地球运动的人造卫星其速度最大值为多少?结论：第一宇宙速度是最小的发射速度。结论：第一宇宙速度既是最小的发射速度，又是最大的环绕速度。 1、“嫦娥一号”绕月探测卫星的发射速度为多少？C若发射火星探测器呢？()A、小于7.9km/s()B、7.9km/s~11.2km/sC、11.2km/s~16.7km/sD、大于16.7km/sB学以致用 2、假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍．那么第一宇宙速度的大小约为（）A、5.6km/sB、7.9km/sC、11.2km/sD、16.8km/sA 3、金星的半径与地球的半径近似相等，质量约为地球的0.8倍，金星表面的自由落体加速度是多大？(g=10m/s2）()A、8m/s2B、9m/s2C、10m/s2D、11m/s2A 解：设金星的质量为，重力加速度为，地球的质量为，重力加速度为，金星：地球： 三、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。 世界航天史 第一个想到利用火箭飞天的人是中国人——明朝的万户 齐奥尔科夫斯基肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置,为运载器的发展指出了正确的方向。 1957年前苏联发射世界第一颗人造地球卫星。 1961.4.12苏联成功发射世界上第一艘载人飞船“东方”1号。加加林在绕地飞行1圈开始了载人航天的新时代。 1969.7美国发射的“阿波罗”11号飞船完成了第一次登月，阿姆斯特朗走出飞船的登月舱，成为人类踏上月球的第一人。 1971.4.19苏联用“质子”号火箭发射世界上第一个载人空间站“礼炮”1号，使人类在太空长期研究成为可能。 中国航天史 1970.4.24我国自主研发的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。 2003.10.15神州五号首次载人航天，杨利伟是中国进入太空的第一人。 2007.10.24我国第一颗绕月人造卫星“嫦娥一号”发射成功，迈出我国深空探索第一步。 2011.9.29中国发射第一个目标飞行器“天宫一号”，标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。 2013.12.15“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。 景海鹏，刘旺，刘洋在“天宫一号”空间站。 2015.12.17“悟空号”探寻暗物质，揭开“隐藏”的宇宙。 2016.8.16世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。 向为航天事业做出杰出贡献的英雄们致敬 小结一.宇宙速度1.第一宇宙速度2.第二宇宙速度3.第三宇宙速度二.人造卫星发射原理及其运行规律三.梦想成真航天史作业：完成课后练习1、2题和导学案。 祝大家梦想成真