5 宇宙航行 知識與技能 1 了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識 2 知道三個宇宙速度的含義 會推導(dǎo)第一宇宙速度 重點 1 第一宇宙速度的推導(dǎo) 2 人造衛(wèi)星運動的特點 難點 1 線速度 角速度 周期與半徑的關(guān)系 2 區(qū)別穩(wěn)定運轉(zhuǎn)速度和發(fā)射速度 導(dǎo)入 從遠(yuǎn)古時代起人們就想象著飛向太空 奔向月球 那么怎樣才能實現(xiàn)這一夢想呢 這一節(jié)我們來探究這個問題 300多年前 牛頓提出設(shè)想 從高山上用不同的水平速度拋出物體 速度越大 落點離山腳越遠(yuǎn) 一 宇宙速度 新課教學(xué) 如果沒有空氣阻力 當(dāng)速度足夠大時 物體就永遠(yuǎn)不會落到地面上 它將成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星 方法一 衛(wèi)星繞地球做圓周運動 地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力 設(shè)地球質(zhì)量為M 半徑為R 人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運行 質(zhì)量為m 軌道半徑為r 從上式可以看出 衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn) 它運行的速度越慢 第一宇宙速度的推導(dǎo) 對于靠近地面的衛(wèi)星 可以認(rèn)為此時的r近似等于地球半徑R 把r用地球半徑R代入 可以求出 方法二 衛(wèi)星繞地球做圓周運動 重力提供向心力 1 第一宇宙速度 7 9km s 衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動的最大速度 叫第一宇宙速度 將人造地球衛(wèi)星送入預(yù)定的軌道運行所必須具有的速度 叫發(fā)射速度 軌道越高 繞地球運行的環(huán)繞速度越小 因此 第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所具有的速度 是人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動所具有的最大速度 也是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度 2 第二宇宙速度 在地面上發(fā)射飛行器 如果發(fā)射速度大于7 9km s而小于11 2km s時 它繞地球運行的軌道不是圓而是橢圓 當(dāng)發(fā)射速度等于或大于11 2km s時 它就會克服地球的引力成為繞太陽運轉(zhuǎn)的人造行星或飛到其他行星上去 11 2km s稱為第二宇宙速度 3 第三宇宙速度 當(dāng)物體的速度v 16 7km s 物體就擺脫了太陽引力的束縛 飛到太陽系以外的宇宙空間去 這個速度叫第三宇宙速度 描述衛(wèi)星運動的量 線速度 角速度 周期與半徑的關(guān)系 1 由得 2 由 Mm r2 得 3 由GMm r2 得 可見 V W T與r為一一對應(yīng)關(guān)系 二 夢想成真探索宇宙的奧秘 奔向廣闊而遙遠(yuǎn)的太空 是人類自古以來的夢想 現(xiàn)在真的 夢想成真 了 1957年10月4日 世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功 1961年4月12日 蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了 東方一號 載人飛船 火箭點火起飛繞地球飛行一圈 歷時108min 然后重返大氣層 安全降落在地面上 鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑 1969年7月16日9時32分 阿波羅11號 成功登臨月球 載人航天技術(shù)迅速發(fā)展 1992年 中國載人航天工程正式啟動 2003年10月15日9時 我國 神舟 五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射 把中國第一位航天員楊利偉送入太空 這次成功發(fā)射實現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢想 伴隨著 神舟 五號的發(fā)射成功 中國已正式啟動 嫦娥工程 開始了宇宙探索的新征程 2005年10月12日9時整 航天員費俊龍 聶海勝駛乘神舟六號載人飛船飛向太空 開始了中國人首次雙人太空多日行 這標(biāo)志著中國載人航天飛行由神舟五號的驗證性飛行試驗完全過渡到真正意義上有人參與的空間飛行試驗 1 關(guān)于第一宇宙速度 下列說法中錯誤的是 A 它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大速度B 它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運動速度C 它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D 它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時近地點的速度 D 2 人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的線速度可以是 11 2km s 7 9km s 6km s 16 7km sA B C D B 3 在地面上某一高度運行的人造衛(wèi)星 下列說法中正確的是 A 該衛(wèi)星在軌道上的運行速度大于第一宇宙速度B 該衛(wèi)星在軌道上的運行速度小于第一宇宙速度C 發(fā)射該衛(wèi)星時的發(fā)射速度大于第一宇宙速度D 發(fā)送該衛(wèi)星時的發(fā)射速度小于第一宇宙速度 BC D 5 1990年3月 紫金山天文臺將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的一顆小行星命名為吳健雄星 直徑為32km 如果該行星的密度與地球相同 則對該小行星來說 其上物體的第一宇宙速度約為多少 已知地球半徑為6400km 地球上第一宇宙速度為7 9km s 火星的半徑為地球半徑的一半 火星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的1 9 問 1 火星上的重力加速度是地球上的重力加速度的幾倍 2 若要在火星上發(fā)射一顆人造衛(wèi)星 那么該衛(wèi)星環(huán)繞火星的第一宇宙速度是多少 在地球上拋出的物體 當(dāng)它的速度足夠大時 物體就永遠(yuǎn)不會落到地面上 它將圍繞地球旋轉(zhuǎn) 成為一顆人造地球衛(wèi)星 簡稱人造衛(wèi)星 二 宇宙速度 1 第一宇宙速度 v 7 9km s2 第二宇宙速度 v 11 2km s3 第三宇宙速度 v 16 7km s 小結(jié) 再見 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全