1、课课 回顾：回顾：万有引力：万有引力：万有引力成就：万有引力成就：（1）计算天体的质量计算天体的质量-比如比如地球、太阳质量等等地球、太阳质量等等（2）发现未知天体）发现未知天体-比如比如海王星的发现、哈雷彗星的按时回归等等海王星的发现、哈雷彗星的按时回归等等(T=76年年)人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT课课人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT太空中，远眺地球太空中，远眺地球人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT八大行星围绕太阳转动八大行星围绕太阳转动人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优
2、秀PPT浩瀚的宇宙，总是给我们无限的遐想浩瀚的宇宙，总是给我们无限的遐想人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT嫦嫦娥娥奔奔月月探究宇宙奥秘，奔向遥远的太空。自古以来就探究宇宙奥秘，奔向遥远的太空。自古以来就是人类的梦想。是人类的梦想。人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT火箭升空火箭升空 太太空空行行走走登录月球登录月球梦梦想想成成真真 人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 1969年年7月月16日，美国宇航员日，美国宇航员阿姆斯特朗阿姆斯特朗乘坐阿波乘坐阿波罗罗11号登上月球。号登上月球。阿姆斯特朗阿姆斯特朗:“
3、对于一个人来说，这只是一小步；但是对于人类来说，这却是一大对于一个人来说，这只是一小步；但是对于人类来说，这却是一大步。步。”(Thats one small step for a man,one giant leap for mankind)。人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 19751975年，返回式遥感卫星，年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按于对地观测，运行三天后按计划返回地面；中国是第三计划返回地面；中国是第三个掌握卫星回收技术的国家个掌握卫星回收技术的国家。19701970年，年，“东方红东方红
4、”1号，号，中国第一颗人造卫星。中国是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第五个能自行发射卫星的国家。中国航天史中国航天史人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT风云一号风云一号通信卫星通信卫星中国中国1988年年9月月7日发射了第日发射了第一颗气象卫星一颗气象卫星“风云一号风云一号”太阳同步轨道气象卫星太阳同步轨道气象卫星1984年年4月月8日，我国第日，我国第一颗地球静止轨道试验一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功通信卫星发射成功人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 飞船绕地球飞行飞船绕地球飞行14圈后，于圈后，于10月月
5、16日日6时时23分安全降落在内蒙古主着陆场这次成分安全降落在内蒙古主着陆场这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想。功发射实现了中华民族千年的飞天梦想。1992年，中国载人航天工程年，中国载人航天工程正式启动。正式启动。2003年年10月月15日日9时，我国时，我国“神舟神舟”五号宇宙飞船在酒泉卫五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第星发射中心成功发射，把中国第一位航天员一位航天员杨利伟杨利伟送人太空。送人太空。2005年年10月月12日，日，神舟六号神舟六号搭载搭载费俊龙费俊龙，聂海胜聂海胜两名航天员升空。两名航天员升空。2008年年9月月25日，日，神舟七号神舟七号搭载搭载翟志
6、刚翟志刚，景海鹏景海鹏，刘伯明刘伯明三名航天员升空三名航天员升空。人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 伴随着伴随着“神舟神舟”号的发射成功，中国已正式启动号的发射成功，中国已正式启动“嫦嫦娥工程娥工程”，开始了宇宙探索的新征程，开始了宇宙探索的新征程人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 怎么样才能把物体发射上怎么样才能把物体发射上天空，且不再落回地面？天空，且不再落回地面？想一想：想一想：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT一、牛顿的设想一、牛顿的设想 牛顿曾设想牛顿曾设想,从高山上从高山上用不同的水平速度抛
7、用不同的水平速度抛出物体出物体,速度一次比一速度一次比一次大次大,则落点一次比一则落点一次比一次远次远-当速度足当速度足够大时够大时,物体就围绕地物体就围绕地球旋转球旋转,成为一颗人造成为一颗人造卫星卫星人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人造卫星的发射速度至少达到多少才能绕人造卫星的发射速度至少达到多少才能绕地球做稳定的圆周运动地球做稳定的圆周运动?思路思路：计算：贴着地球表面转计算：贴着地球表面转动的动的那颗那颗卫星，它的速卫星，它的速度是多少？度是多少？算一算算一算:人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 设地球的质量为设地球的质量为
8、M M，人造卫星质量为人造卫星质量为m m，卫星贴着地球表面转动，卫星贴着地球表面转动，它到地心的距离为它到地心的距离为r r，求求卫星卫星的速度的速度v v，rmvrMmG22rGMv 解得：解得：由：由：卫星受地球的万有引力充当卫星转动的向心力卫星受地球的万有引力充当卫星转动的向心力F万万 =F向向人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT地球半径地球半径:R=6400 km-公元前公元前3世纪世纪,古希腊人测出古希腊人测出地球质量地球质量:M=5.961024kg-1798年，英国人卡文迪许测出年，英国人卡文迪许测出rGMv代入可得代入可得=7.9 km/srGMv
9、G是引力常量是引力常量M是地球质是地球质量量r是卫星的转动半径是卫星的转动半径（在这个场景里，在这个场景里，r等于地球半径等于地球半径R）人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPTV=7.9 km/s含义：含义：在地球上在地球上，卫星的卫星的最小发射速度最小发射速度（小于该速度则发射不成功）小于该速度则发射不成功）被称为：地球的被称为：地球的第一宇宙速度第一宇宙速度轨道：轨道：贴着地球表面（附近）贴着地球表面（附近）转动的速度转动的速度人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT计算公式：计算公式：二、宇宙速度二、宇宙速度1、第一宇宙速度：、第一宇宙速
10、度：在某个天体上发射卫星绕天体转动所必须具有的在某个天体上发射卫星绕天体转动所必须具有的速度，也称为速度，也称为“最小发射速度最小发射速度”。rGMv 轨道轨道：卫星在卫星在表面（附近）表面（附近）转动，转动，r本身也是天体半径本身也是天体半径R天天人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT地球的第一宇宙地球的第一宇宙速度：速度：火星的：火星的：土星的：土星的：月亮的：月亮的：同同理：理：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT例例1 1、已知地球的质量约为火星质量的已知地球的质量约为火星质量的1010倍倍，地球的，地球的半径约为火星半径的半径约为
11、火星半径的2 2倍倍，(若地球的第一宇宙速度若地球的第一宇宙速度V1=7.9km/s)V1=7.9km/s)则航天器在火星则航天器在火星表面附近表面附近绕火星做匀绕火星做匀速圆周运动的速率约为（速圆周运动的速率约为（）A A3.5 km/s3.5 km/sB B5.0 km/s5.0 km/sC C17.7 km/s17.7 km/sD D35.2 km/s35.2 km/s另一种出题方式：练习册另一种出题方式：练习册54页页 例例1 求：火星表面附近速火星表面附近速度度 这也是这也是 火星的第一宇宙速度火星的第一宇宙速度 或者或者 火星上发射卫星的火星上发射卫星的最小发射速度最小发射速度人教
12、版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT解析：解析：火星的火星的第一宇宙速度第一宇宙速度：地球地球的的第一宇宙速度第一宇宙速度：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT解析：解析：-比例法求解比例法求解选选 A人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT二、宇宙速度二、宇宙速度1、第一宇宙速度：、第一宇宙速度：含义：。V1=（环绕速度）2、第二宇宙速度：、第二宇宙速度：V2=（脱离速度）含义：。3、第三宇宙速度：、第三宇宙速度：V3=（逃逸速度）含义：。特别提醒特别提醒：三种宇宙速度是针对地球地球来说的,换成别的星球，数据不一样（
13、从地球发射）11.2km/s7.9km/s16.7km/s人造卫星的最小发射速度，再小就发射不成功在地面以该速度发射，则卫星将脱离地球而去在地面以该速度发射，则卫星将离开太阳系人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT 地球v2=11.2km/sv3=16.7km/s11.2km/sv7.9km/s v1=7.9km/sV1=7.9km/s V2=11.2km/s 若发射速度若发射速度7.9km/s-11.2km/s，V3=16.7km/s 想一想想一想结果：结果：卫星绕地球运动的轨迹不是圆，是卫星绕地球运动的轨迹不是圆，是椭圆，但还在地球的引力范围之内。椭圆，但还在地球
14、的引力范围之内。若发射速度若发射速度11.2km/s-16.7km/s，结果：结果：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人造卫星受到地球的万有引力人造卫星受到地球的万有引力三、人造卫星的运行规律三、人造卫星的运行规律人造卫星转动需要有向心力人造卫星转动需要有向心力F万万=F向向人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT卫星运动的线速度卫星运动的线速度V、角速度、角速度W、周期、周期T与距离关系：与距离关系：rGM3rGM卫星运动情况卫星运动情况(V、T)是由是由 r 惟惟 一决定，
15、与一决定，与m无关无关(1)由由 得：得：GM mr2=mv2r(2)由由 得：得：GM mr2=m2r(3)由由 得：得：GM mr2=m()rT2GM42r3记忆：记忆：“越近越快，越远越慢，与越近越快，越远越慢，与m m无关无关”总结：总结：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT想一想：想一想：所有人造卫星里面，所有人造卫星里面，哪一颗转动最快哪一颗转动最快？规律：越近越快，越远越慢规律：越近越快，越远越慢分析：分析：半径半径r越小，则转动速度越小，则转动速度v 越大。越大。谁谁 r 最小最小:贴着地面转的哪颗（刚好发射成功）贴着地面转的哪颗（刚好发射成功）V=
16、7.9 km/s-所有人造卫星转动最快所有人造卫星转动最快人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPTV=7.9 km/s1.在地球上在地球上，卫星的卫星的最小发射速度最小发射速度2.地球的地球的第一宇宙速度第一宇宙速度3.3.贴着地球贴着地球表面（附近）转动表面（附近）转动的速度的速度4.所有卫星在空中转动的所有卫星在空中转动的最大环绕速度最大环绕速度人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT另外：另外：卫星在空中卫星在空中只受只受到地球的万有引力到地球的万有引力F合=F万F合=ma结论：卫星半径结论：卫星半径r一定，则卫星的加速度也固定了一定，则卫
17、星的加速度也固定了总结：总结：越远越慢越远越慢,转一圈时间越长转一圈时间越长r、v、w、T、a这五个量，这五个量，懂其中一个，可求另外四个懂其中一个，可求另外四个静态规律静态规律：动态规律：动态规律：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPTr、v、w、T、a这五个量，这五个量，懂其中一个，可求另外四个懂其中一个，可求另外四个人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT结论：结论：b 离地球最近，轨道半径离地球最近，轨道半径r最小最小，所以：线速度，所以：线速度V最大最大，角速度角速度W最大最大，加加速度速度a最大最大,而转一圈的时间（周期）而转一圈的
18、时间（周期）T最小最小，a与与c 这两颗卫星在同一轨道，这两颗卫星在同一轨道，r一样一样，所以：，所以：a与与c卫星的卫星的V、W、a一样一样（比比b卫星小卫星小），），周期周期T 也一样也一样（比比b卫星大卫星大）记忆：记忆：“越近越快，越远越慢，与越近越快，越远越慢，与m m无关无关”人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT1、所谓所谓地球同步地球同步卫星是指卫星是指相对于相对于地面静止地面静止的人造卫星，它跟着地的人造卫星，它跟着地球转，同步地做匀速圆周运动，球转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：它的周期：T24h四、地球同步卫星四、地球同步卫星由：静态规律由：静
19、态规律：r、v、w、a可以解出具体数据（唯一的）可以解出具体数据（唯一的）人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT2、所有的同步卫所有的同步卫星只能星只能分布在赤道分布在赤道上方的一个确定轨上方的一个确定轨道上道上，即同步卫星轨即同步卫星轨道平面与地球赤道道平面与地球赤道平面重合。平面重合。同步卫星轨道位置？同步卫星轨道位置？思考：思考：人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT轨道平面一定：轨道平面与轨道平面一定：轨道平面与共面共面周期一定：与地球自转周期周期一定：与地球自转周期，即，即T24 h.角速度一定：与地球自转的角速度角速度一定：与地球自转的角速度 。赤道平面赤道平面相同相同相同相同与地球自转方向相同即与地球自转方向相同即自西向东运动自西向东运动。运行方向：运行方向：向心加速度一定：向心加速度一定：an=hRGM3、关于地球同步卫星的关于地球同步卫星的六六个个“一定一定”人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT答案：答案：ABC人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT人教版高中物理宇宙航行优秀PPT
