人教版高中物理必修二第六章第五节《宇宙航行》公开课教学课件共26张.ppt

1、宇宙航行宇宙航行物理必修二第六章第五节物理必修二第六章第五节教学目标教学目标 教学重点、难点教学重点、难点（1 1）第一宇宙速度的推导）第一宇宙速度的推导 （2 2）人造卫星运行速度与卫星发射速度的区别）人造卫星运行速度与卫星发射速度的区别 （1 1）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度）掌握三个宇宙速度，会推导第一宇宙速度（2 2）卫星运动规律）卫星运动规律（3 3）卫星稳定运动的条件）卫星稳定运动的条件（4 4）同步卫星同步卫星0vV V一：三种宇宙速度一：三种宇宙速度1、实验实验2 2、牛顿的设想、牛顿的设想英国科学家牛顿英国科学家牛顿(1643-1727)在在1687年出版的年出版的自

2、然哲学的数自然哲学的数学原理学原理中，牛顿设想抛出速度中，牛顿设想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。足够大时，物体就不会落回地面。方法一：已知地球的质量为M=5.89*1024kg,卫星的质量为m它到地心的距离为r、地球的半径为R=6.37*106m,引力常量为G=6.67*10-11N*m2/kg2。解：由于卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律得22MmvGmrr112466.67 105.89 10m/s7.9km/s6.37 10GMvr3 3、计算这个速度有多大？、计算这个速度有多大？9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则

3、，教职员躬亲共守。2022-10-202022-10-20Thursday,October 20,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022-10-202022-10-202022-10-2010/20/2022 8:10:23 AM11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习（这）是教育过程的逻辑。2022-10-202022-10-202022-10-20Oct-2220-Oct-2212、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2022-10-202022-10-202022-10-20Thursd

4、ay,October 20,2022 13、He who seize the right moment,is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2022-10-202022-10-202022-10-202022-10-2010/20/202214、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2022年10月20日星期四2022-10-202022-10-202022-10-2015、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2022年10月2022-10-202022-10-202022-10-2010/20/202216、教学的目的是

5、培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2022-10-202022-10-2020 October 202217、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2022-10-202022-10-202022-10-202022-10-20 You have to believe in yourself.Thats the secret of success.You have to believe in yourself.Thats the secret of success.人必须相信自己，这是成功的秘诀。方法二：方法二：已知重力加速度为已知重力

6、加速度为g=9.8m/sg=9.8m/s2 2地球的半径为地球的半径为R=6.37 R=6.37*10106 6m m由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供可看作由重力提供 根据牛顿第二定律得根据牛顿第二定律得 2vmgmR66.37 109.8m/s7.9km/svgRPV=7.9V=7.9KmKm/s/s7.97.9Km/sKm/s VV11.2Km/SV11.2Km/S 若卫星的发射速度大若卫星的发射速度大7.97.9km/skm/s会怎呢？会怎呢？4、探究探究3 3、第三宇宙速度（脱离速度）：、第三宇宙速度（脱离

7、速度）：v=16.7千米千米/秒秒（卫星挣脱太阳引力束缚飞到太阳系以外的星系的（卫星挣脱太阳引力束缚飞到太阳系以外的星系的 最小发射速度）最小发射速度）2、第二宇宙速度（逃逸速度）：、第二宇宙速度（逃逸速度）：v=11.2千米千米/秒秒（卫星挣脱地球束缚变成绕太阳运行的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成绕太阳运行的最小发射速度）1、第一宇宙速度（环绕速度）：、第一宇宙速度（环绕速度）：v=7.9千米千米/秒秒（地球卫星的最小发射速度）（地球卫星的最小发射速度）三种宇宙速度三种宇宙速度1 1、推导、推导 卫星绕地球的运行线速度卫星绕地球的运行线速度v、周期、周期T、角、角速度速度、向心加速度、

8、向心加速度a与卫星轨道半径与卫星轨道半径r的的关系关系.（已知：地球质量（已知：地球质量M,卫星的质量为卫星的质量为m卫星距地心距离为卫星距地心距离为r,引力常量引力常量G）二：卫星运动规律二：卫星运动规律周期越大、线速度越小、周期越大、线速度越小、角速度越小、向心加速度角速度越小、向心加速度越小越小2 2：结论：结论（1 1）卫星轨道半径越大）卫星轨道半径越大是最小的发射速度是最小的发射速度是最大运行速度是最大运行速度是近地卫星的线速度是近地卫星的线速度（2）速度速度V=7.9km/s卫星稳定运行的条件卫星稳定运行的条件探究探究三：卫星稳定运行的条件三：卫星稳定运行的条件极地轨道极地轨道一般

9、轨道一般轨道赤道轨道赤道轨道条件是条件是所所有卫星都有卫星都在以地心在以地心为圆心的为圆心的圆轨道上圆轨道上立体立体赤道平面赤道平面四：地球同步卫星四：地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和与地球自转周期相同的卫星，同步卫星必须与地球自转周期相同的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。位于赤道平面内，且到地面的高度一定。r v T a “全部固定全部固定”T=1T=1天天=86400=86400秒秒h=36000Kmh=36000KmV=3.07Km/sV=3.07Km/s2 2、已知地球的第一宇宙速度为、已知地球的第一宇宙速度

10、为v,v,地球表面处的重力加地球表面处的重力加 速度为速度为g,g,金星的半径是地球的金星的半径是地球的a a倍，质量为地球的倍，质量为地球的b b 倍倍.那么那么 （1 1）金星表面的自由落体加速度是多大？）金星表面的自由落体加速度是多大？（2 2）金星的第一宇宙速度是多大？）金星的第一宇宙速度是多大？1 1、据某报报道，某国发射了一颗线速度为、据某报报道，某国发射了一颗线速度为9Km/s9Km/s的人造的人造 地球卫星，请你用学过的知识判断这则新闻的真伪。地球卫星，请你用学过的知识判断这则新闻的真伪。当堂小测当堂小测1 1、三种宇宙速度、三种宇宙速度2 2、卫星运动规律、卫星运动规律3 3

11、、卫星稳定运行的条件、卫星稳定运行的条件4 4、同步卫星、同步卫星小结小结19581958年年4 4月月开始兴建中国第一个运载火箭发射场。开始兴建中国第一个运载火箭发射场。19581958年年5 5月月1717日日毛泽东主席在中共八大二次会议上指出：毛泽东主席在中共八大二次会议上指出：“我们也要搞人造卫星。我们也要搞人造卫星。”19601960年年2 2月月1919日日中国自行设计制造的试验型液体燃料探空火中国自行设计制造的试验型液体燃料探空火箭首次发射成功。九月，探空火箭发射成功箭首次发射成功。九月，探空火箭发射成功。19601960年年1111月月5 5日日中国仿制的苏联中国仿制的苏联“P

12、 P2 2”导弹首次发射试验获导弹首次发射试验获得成功。得成功。19621962年年3 3月月2121日日中国独立研制的第一枚中近程导弹发射试验中国独立研制的第一枚中近程导弹发射试验失败。一九六三年一月，中国科学院成立星失败。一九六三年一月，中国科学院成立星际航行委员会，由竺可桢、裴丽生、钱学森际航行委员会，由竺可桢、裴丽生、钱学森、赵九章等领导，研究制订星际航行长远规、赵九章等领导，研究制订星际航行长远规划。划。19641964年年4 4月月2929日日国防科委向中央报告，设想在一九七年或国防科委向中央报告，设想在一九七年或一九七一年发射中国第一颗一九七一年发射中国第一颗人造卫星人造卫星中国

13、航天史大事记中国航天史大事记美梦成真美梦成真19641964年年6 6月月2929日日中国自行研制的中近程导弹再次发射试验，获中国自行研制的中近程导弹再次发射试验，获得成功。得成功。19641964年年7 7月月1919日日成功地发射了第一枚生物火箭。成功地发射了第一枚生物火箭。19651965年年中央专门委员会批准第七机械工业部制订的一中央专门委员会批准第七机械工业部制订的一九六五至一九七二年运载火箭发展规划。九六五至一九七二年运载火箭发展规划。中央专委责成中国科学院负责拟订卫星系列发中央专委责成中国科学院负责拟订卫星系列发展规划。展规划。19651965年年1010月月中国科学院受国防科学

14、技术委员会的委托，召中国科学院受国防科学技术委员会的委托，召开第一颗人造卫星方案论证会。开第一颗人造卫星方案论证会。19661966年年6 6月月3030日日周恩来总理视察酒泉运载火箭发射基地，观看周恩来总理视察酒泉运载火箭发射基地，观看中近程火箭发射试验，祝贺发射成功。中近程火箭发射试验，祝贺发射成功。19661966年年1010月月2727日日导弹核武器发射试验成功。弹头精确命中目标导弹核武器发射试验成功。弹头精确命中目标，实现核爆炸，实现核爆炸19661966年年1111月月“长征一号长征一号”运载火箭和运载火箭和“东方红一号东方红一号”人造卫星开始研制。人造卫星开始研制。1966196

15、6年年1212月月2626日日中国研制的中程导弹首次飞行试验基本成中国研制的中程导弹首次飞行试验基本成功。功。19671967年年“和平二号和平二号”固体燃料气象火箭试射成功固体燃料气象火箭试射成功。19681968年年2 2月月2020日日空间技术研究院成立。空间技术研究院成立。19701970年年1 1月月3030日日中远程导弹飞行试验首次成功。中远程导弹飞行试验首次成功。19701970年年4 4月月2424日日2121点点3535分分“东方红一号东方红一号”人造卫星发射成功。这是人造卫星发射成功。这是中国发射的第一颗人造卫星。毛泽东主席中国发射的第一颗人造卫星。毛泽东主席等领导人于等领

16、导人于“五一五一”节在天安门城楼接见节在天安门城楼接见了卫星和运载火箭研制人员代表。了卫星和运载火箭研制人员代表。19711971年年3 3月月3 3日日中国发射了科学实验卫星中国发射了科学实验卫星“实践一号实践一号”。卫星在预定轨道上工作了八年。卫星在预定轨道上工作了八年。19711971年年9 9月月1010日日东风五号洲际导弹首次飞行试验基本成功东风五号洲际导弹首次飞行试验基本成功。19751975年年1111月月2626日日中国发射了一颗返回式人造卫星。卫星按中国发射了一颗返回式人造卫星。卫星按预定计划于二十九日返回地面。预定计划于二十九日返回地面。19791979年年1 1月月7 7

17、日日远程导弹试验一种新的发射方式，获得成功。远程导弹试验一种新的发射方式，获得成功。19801980年年5 5月月1818日日中国向太平洋预定海域成功地发射了远程运载中国向太平洋预定海域成功地发射了远程运载火箭。中共中央、国务院、中央军委发电致贺火箭。中共中央、国务院、中央军委发电致贺。六月十日，在北京人民大会堂举行庆祝大会。六月十日，在北京人民大会堂举行庆祝大会，邓小平、胡耀邦、李先念、陈云、彭真、徐，邓小平、胡耀邦、李先念、陈云、彭真、徐向前等领导人出席，胡耀邦作重要讲话。向前等领导人出席，胡耀邦作重要讲话。19811981年年9 9月月2020日日中国用一枚风暴一号运载火箭发射了三颗科学

18、中国用一枚风暴一号运载火箭发射了三颗科学实验卫星。实验卫星。19821982年年1010月月1212日日潜艇水下发射导弹获得成功，回收舱准确地溅潜艇水下发射导弹获得成功，回收舱准确地溅落在预定海域。中共中央军委发电致贺。落在预定海域。中共中央军委发电致贺。19841984年年4 4月月8 8日日中国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成中国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功。十六日，卫星成功地定点于东经一百二十功。十六日，卫星成功地定点于东经一百二十五度赤道上空。中共中央、国务院、中央军委五度赤道上空。中共中央、国务院、中央军委发电致贺。三十日，在北京人民大会堂举行庆发电致贺。三十日，在北京

19、人民大会堂举行庆祝大会。祝大会。19861986年年2 2月月1 1日日中国发射一颗实用通信广播卫星。二十日，卫中国发射一颗实用通信广播卫星。二十日，卫星定点成功。这标志着中国已全面掌握运载火星定点成功。这标志着中国已全面掌握运载火箭技术，卫星通信由试验阶段进入实用阶段。箭技术，卫星通信由试验阶段进入实用阶段。19881988年年9 9月月7 7日日中国发射一颗试验性气象卫星中国发射一颗试验性气象卫星“风云一风云一号号”。这是中国自行研制和发射的第一。这是中国自行研制和发射的第一颗极地轨道气象卫星。颗极地轨道气象卫星。19881988年年1212月月2525日日中国科学院海南探空火箭发射场成功

20、地中国科学院海南探空火箭发射场成功地发射了一枚发射了一枚“织女一号织女一号”火箭，至此，火箭，至此，中国低纬度区第一次火箭探空试验圆满中国低纬度区第一次火箭探空试验圆满结束。这次为期两周的试验共发射了四结束。这次为期两周的试验共发射了四枚火箭。枚火箭。19901990年年4 4月月7 7日日2121点点3030分分中国自行研制的中国自行研制的“长征三号长征三号”运载火箭运载火箭在西昌卫星发射中心，把美国制造的亚在西昌卫星发射中心，把美国制造的亚洲洲1 1号通信卫星送入预定的轨道，首次号通信卫星送入预定的轨道，首次取得了为国外用户发射卫星的圆满成功取得了为国外用户发射卫星的圆满成功。199019

21、90年年7 7月月1616日日9 9点点4040分分中国新研制的大推力运载火箭中国新研制的大推力运载火箭长征长征二号捆绑式运载火箭在西昌卫星发射中二号捆绑式运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功，将模拟卫星送入了预定轨心发射成功，将模拟卫星送入了预定轨道。这枚火箭是由中国新建的大型航天道。这枚火箭是由中国新建的大型航天发射设施发射升空的，同时还为巴基斯发射设施发射升空的，同时还为巴基斯坦搭载发射了一颗小型科学试验卫星。坦搭载发射了一颗小型科学试验卫星。19911991年年1 1月月2222日下午日下午1818点点2323分分中国第一枚一百二十公里高空低纬度中国第一枚一百二十公里高空低纬度探空火箭探

22、空火箭“织女三号织女三号”在中国科学在中国科学院海南探空发射场发射试验成功。一院海南探空发射场发射试验成功。一九九四年二月二十二日，中国第一座九九四年二月二十二日，中国第一座海事卫星地面站通过验收。它的建成海事卫星地面站通过验收。它的建成填补了中国高科技的一项空白。填补了中国高科技的一项空白。19981998年年5 5月月2 2日日中国自行研制生产的中国自行研制生产的“长二丙长二丙”改进改进型运载火箭在太原卫星发射中心发射型运载火箭在太原卫星发射中心发射成功。成功。19991999年年1111月月2020日，中国第一艘无人试日，中国第一艘无人试验飞船验飞船“神舟神舟”一号飞船在酒泉起飞一号飞船

23、在酒泉起飞，这次飞行成功为中国载人飞船上天，这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实的基础。打下非常坚实的基础。20032003年，年，“神舟五号神舟五号”搭载首位中国搭载首位中国宇航员杨利伟前往太空；宇航员杨利伟前往太空；20082008年，年，“神舟七号神舟七号”搭载三名宇航搭载三名宇航员进入太空，翟志刚完成首次出舱行员进入太空，翟志刚完成首次出舱行走走 神舟一号神舟一号 19991999年年1111月月2020日日 第一次第一次测试飞行，成功实现天地往返。测试飞行，成功实现天地往返。神舟二号神舟二号 20012001年年0101月月0909日日 第一艘第一艘正样无人飞船。飞行试验的主要

24、目正样无人飞船。飞行试验的主要目的是对工程各系统从发射到运行、的是对工程各系统从发射到运行、返回、留轨的全过程进行考核，返回、留轨的全过程进行考核，检检验各技术方案的正确性与匹配性，验各技术方案的正确性与匹配性，取得与载人飞行有关的科学数据和取得与载人飞行有关的科学数据和实验数据。实验数据。神舟三号神舟三号 20022002年年0303月月2525日日 飞行试飞行试验的主要目的是考核火箭逃逸功能验的主要目的是考核火箭逃逸功能、控制系统冗余、飞船应急救生、控制系统冗余、飞船应急救生、自主应急返回、人工控制等功能，自主应急返回、人工控制等功能，这次任务载有模拟宇航员。这次任务载有模拟宇航员。神舟四

25、号神舟四号 20022002年年1212月月2929日日 无人状无人状态下全面考核的一次飞行试验，主态下全面考核的一次飞行试验，主要目的是确保宇航员绝对安全，要目的是确保宇航员绝对安全，进一步完善和考核火箭、飞船、测进一步完善和考核火箭、飞船、测控系统的可靠性。控系统的可靠性。神舟五号神舟五号 20032003年年1010月月1515日日 首次载首次载人飞行，承载的宇航员是杨利伟，人飞行，承载的宇航员是杨利伟，成功围绕地球十四圈。成功围绕地球十四圈。神舟六号神舟六号 20052005年年1010月月1212日日 首次进首次进行多人多天的航天飞行，承载的宇行多人多天的航天飞行，承载的宇航员是费俊

26、龙和聂海胜。航员是费俊龙和聂海胜。神舟七号神舟七号 20082008年年0909月月2525日日 首次承首次承载三名宇航员进入太空，承载的宇载三名宇航员进入太空，承载的宇航员是翟志刚、刘伯明和景海鹏，航员是翟志刚、刘伯明和景海鹏，成功进行出舱活动（又称太空行成功进行出舱活动（又称太空行走）。走）。神舟八号神舟八号 20112011年年1111月月0101日日 由改进型由改进型“长征二号长征二号”F F遥八火箭顺利发射升空遥八火箭顺利发射升空。20112011年年1111月月3 3日凌晨，与组合天宫一日凌晨，与组合天宫一号成功实施首次交会对接任务，成为号成功实施首次交会对接任务，成为中国空间实验

27、室的一部分。中国空间实验室的一部分。神舟九号神舟九号 20122012年年6 6月月1616日下午日下午 首次载首次载人交会对接任务人交会对接任务3 3名航天员进入太空，名航天员进入太空，景海鹏、刘旺和刘洋（中国首位女航景海鹏、刘旺和刘洋（中国首位女航天员）。天员）。6 6月月1818日下午，神舟九号成功日下午，神舟九号成功与天宫一号目标飞行器实现自动交会与天宫一号目标飞行器实现自动交会对接。对接。6 6月月2424日，航天员刘旺操作飞船日，航天员刘旺操作飞船顺利完成于天宫一号的手控交会对接顺利完成于天宫一号的手控交会对接。标志着中国完全掌握了载人交会对。标志着中国完全掌握了载人交会对接技术。接技术。神舟十号神舟十号 20132013年年6 6月月1111日日1717时时3838分搭分搭载三位航天员飞向太空，载三位航天员飞向太空，将在轨飞行将在轨飞行1515天，并首次开展我国航天员太空授天，并首次开展我国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成，聂、张晓光和女航天员王亚平组成，聂海胜担任指令长海胜担任指令长一个人最完美和最强一个人最完美和最强烈的情感来自面对不烈的情感来自面对不解之迷！解之迷！让我们为祖国的强让我们为祖国的强盛而骄傲！盛而骄傲！