高中物理 6_5 宇宙航行同课异构课件 新人教版必修2..ppt
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1、第六章 万有引力与航天 第五节 宇宙航行 人教版必修2 漠 壳 堆 鳞 条 柠 铀 蹬 尿 状 庆 象 镍 频 噶 扩 茬 缸 敷 拯 贤 联 掉 如 琶 用 塑 豌 拘 臃 盏 缆 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 嫦 娥 奔 月 敦敦 煌煌 飞飞 天天 的的 壁壁 画画 探究宇宙的奥秘,奔向遥远的太空。自古以来就是 人类的梦想,怎样才能实现这一梦想呢? 们 迎 拐 杠 裕 连 距 哇 筋 孙 楼 朗 靶 膏 走 爸 钵 儒 资 狞 斗
2、 吝 岗 结 魏 袁 抛 邮 八 村 揭 实 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 一、牛顿的设想 牛顿曾设想, 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,简称人造卫星 由此可见,人造地球卫星运行遵 从的规律是:卫星绕地球做匀速圆 周运动,地球对卫星的引力提供向 心力。 榜 步 病 神 间 实 擎 骨
3、 队 凿 硝 蓖 侗 逃 娟 绍 欠 柿 扭 乳 搔 许 脏 押 镐 祈 声 廓 胸 大 华 囊 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 探究问题一: 思考与讨论:如图所示,A、B、C、D四条轨 道中可以作为卫星轨道的是哪一条? 根据:卫星做圆周运动的 向心力必须指向地心。 长 陕 掺 噎 原 虫 车 葡 绞 驾 疙 稗 姓 披 枣 糜 萍 万 参 咐 沂 酉 亦 必 败 棚 像 己 秉 叛 锦 副 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行
4、同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 想一想:速度为多大时,物体将不会落回地面 而成为绕地球旋转的人造卫星呢? 卫星运动轨道特点: 万有引力提供向心力,所以轨道平面一定经 过地球中心,卫星围绕地球的中心做匀速圆 周运动。 视 冯 免 榴 哈 祥 孕 袭 霹 栈 份 吴 痔 穴 这 柞 镐 芽 梅 尘 丰 请 苍 接 菲 着 著 住 舷 校 衣 栽 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行
5、同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 建立模型:卫星绕地球做匀速圆周运动 基本思路:卫星绕地球做圆周运动的向心力由地 球对卫星的万有引力提供。 G Mm r 2 =m v2 r v= GM r 请同学们计算:已知地球半径R=6400km,地球质量 M=6.01024kg,卫星在地面附近环绕地球作匀速圆 周运动所必须具有的速度有多大? 二、宇宙速度 帮 瞥 释 始 眼 逞 秉 壬 醇 佑 套 谆 宛 毗 困 令 违 隙 篆 毅 歪 屏 烟 猪 遗 宰 履 焉 夜 骂 辙 雨 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物
6、理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 1、第一宇宙速度 即:卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具 有的速度第一宇宙速度 思考:如果不知道地球的质量,但知道地球表面的重力 加速度g,如何求宇宙第一速度v? 由 第一宇宙速度的计算方法二: 则 逗 威 放 咙 敛 希 败 禄 愉 担 厄 灸 噶 垮 衰 惟 嘘 墩 铁 晌 柱 岛 琼 赖 媳 盏 硼 冉 悦 橡 般 荒 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版
7、 必 修 2 思考:地面上的物体如何才能获得这么大的速度? 由此可见:要发射一颗绕地球半径运行的人造卫星, 发射速度必须等于7.9km/s 。所以宇宙第一速度是最 小的发射速度。 所谓发射速度是指卫星在地面附近离开发射火 箭的初速度。要发射一颗人造地球卫星,其发射 速度就不能小于第一宇宙速度。 棱 付 迈 气 齿 驳 泰 掀 寨 招 凑 汽 厄 柿 蛾 赂 书 音 炔 熙 取 呆 锨 琼 桥 择 伍 厚 蹈 操 勾 尉 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教
8、版 必 修 2 即:人造卫星的运动有何规律? 可见:v、T 与 r 为 一 一对应关系 高轨道上运行的卫星,线速度小、角速度小,周期长。 F V 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? 额 弃 辊 湘 坤 荧 玲 风 伙 侮 亿 敏 摸 温 疮 汕 轨 铁 臆 青 潜 洛 影 浪 簿 记 笼 琳 洁 赂 凳 筛 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 所以7.9km/s是最小发射速度, 也是最大环绕(运行)速度。 思考:若发
9、射速度大于7.9km/s, 则人造卫星将如何运动? 发射速度大于7.9km/s,而小于 11.2km/s,卫星绕地球运动的轨迹不是 圆,而是椭圆。 等于或大于11.2km/s时 ,卫星就会脱离地球的引力,不再绕地 球运行。 运行速度指卫星在进入运行轨道后 绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“ 贴着”地面飞行时,运行速度等于第一 宇宙速度,当卫星的轨道半径大于地球 半径时,运行速度小于第一宇宙速度。 客 臆 侄 暂 憨 封 惰 拙 平 浑 逊 止 警 缺 防 暖 懦 角 魂 蔑 类 盗 乡 孔 尸 曙 讹 怜 馁 侯 儒 馒 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新
10、人 教 版 必 修 2 高 中 物 理 6 _ 5 宇 宙 航 行 同 课 异 构 课 件 新 人 教 版 必 修 2 2、第二宇宙速度 大小:v=11.2km/s 意义:以这个速度发射,物体刚好 能克服地球的引力作用,永远的离 开地球而绕太阳运动。 3、第三宇宙速度 大小:v=16.7km/s 意义:以这个速度发射,物体刚好能摆脱太阳引力的 束缚而飞到太阳系以外。 发射速度大于11.2km/s,而小于16.7km/s,卫星绕太 阳作椭圆运动,成为一颗人造行星。如果发射速度大 于等于16.7km/s,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到 太阳系以外的空间。 皮 尔 霖 彪 刑 慨 驰 论 韦 磨 殊
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