物理沪科版必修2学案:学习导航54飞出地球去含解析

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1、5.4飞出地球去思维激活1970年4月24日,第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功,我国成为世界上第五个发射卫星的国家.1975年11月26日,首颗返回式卫星发射成功,3天后顺利返回,我国成为世界上第三个掌握卫星返冋技术的国家.2003年10月15日,中国第一艘载人飞船“神舟"五号发射成功.2005年10月12日,屮国自主研制的“神舟六号”载人E船在洒泉卫星发射中心发射升空,如图541.这些对你有何启发?你知道卫星是如何发射升空的吗?图5-4-1提示中国卫星技术的发展,体现了我国历代科学家不怕困难、勇于探索、为国争光的精神,依靠自己的聪明才智为世界的和平与发展作出了

2、巨大的贡献.要把一颗卫星送入预定的轨道,除需要有科学的理论计算和尖端的火箭监控技术外,通常是经过三个阶段进行的.首先,全部准备工作完毕后,第一级火箭发动机点火,运载火箭开始脱离发射架上升,而且速度越来越快.这就是加速飞行段.运载火箭从地面发射到把有效载荷送入预定轨道,称为发射阶段.在这一阶段所飞经的路线就叫做发射轨道.运载火箭的发射轨道一般为三大部分,即加速飞行段、惯性飞行段和最后加速段.运载火箭垂直起飞10秒钟后,开始按预定程序缓慢地转弯.发动机继续工作约100多秒后,运载火箭已上升到70千米左右的高度,基本达到所需的入轨速度和与地面接近平行的方向时,第一级火箭发动机关机分

3、离,同时,第二级火箭发动机点火,继续加速飞行.此时,已飞行2—3分钟,高度已达150千米一200千米,基本已飞出稠密大气层,按预定程序抛掉箭头整流罩•接着,在火箭达到预定速度和高度时,第二级火箭发动机关机、分离,至此加速飞行段结束.这吋,运载火箭已获得很大动能,在地球引力作用下,开始进入惯性飞行段,一直到与卫星预定轨道相切的位置,笫三级火箭发动机开始点火,进入最后加速段飞行.当加速到预定速度时,第三级火箭发动机关机,卫星从火箭运载器弹出,进入预定的卫星运行轨道.至此,运载火箭的任务就算完成了.自主整理一、三个宇宙速度1.第一宇宙速度要想发射人造卫星,必须具有足够的速度,发射人

4、造卫星最小的发射速度称为第一宇宙速度=7.9km/s.2.第二宇宙速度——飞出地球去当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s时,它绕地球运行的轨迹就不再是圆形,而是椭圆形.当卫星的速度等于或大于11.2km/s时,卫星就会脱离地球的引力不再绕地球运行,成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去,我们把11.2km/s称为第二宇宙速度,也称脱离速度.3.第三宇宙速度——飞出太阳系当物体的速度等于或大于16.7km/s时,物体便将挣脱太阳引力的朿缚,飞到太阳系以外的宇'由空间川去,我们把16.7km/s称为第三宇宙速度,也称逃逸速度.二、为了和平与进步俄罗斯的学者齐奥尔

5、科夫斯基最早系统地提出了航空理论.1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星.1961年4月12H,苏联发射了第一艘载人飞船.1969年7月20日,美国的宇宙飞船“阿波罗11号''第一次实现人类登月.1976年7月和9月,美国的“海盗'T号和“海盗"2号在火星先后成功地软着陆.1984年4月120,第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射成功.2003年10月150,中国第一艘载人飞船“神舟”五号发射成功.2005年10月12日冲国自主研制的“神舟六号,载人E船在洒泉卫星发射屮心发射升空后,准确进入预定轨道,“神舟六号”载人飞船发射成功.高手笔记1•卫星的运行速度、角速度、

6、周期与轨道半径r的关系①由G^=m—得卫星的速度与半径r的关系:v=J^-_L,可见,环绕地球飞行rrvrr2的人造地球卫星速度与飞行的轨道半径有关,半径越大,速度越小.②由G^=mco2r得卫星的角速度与半径r的关系:可见,环绕地球飞厂2行的人造地球卫星的角速度与飞行的轨道半径有关,半径越大,角速度越小.Mm4龙2

7、4龙2厂3③由G兰笋訥斗r得卫星的周期与半径1•的关系:T=J可见,环绕地球/2T2VGM飞行的人造地球卫星的周期与飞行的轨道半径有关,半径越大,周期越大.2.第一宇宙速度的两种推导方法⑴由G^=m—得v=J空,应用近地条件r=R(R为地球半径),R=6400

8、km,代入地球质量M=6x1024kg,得(2)在地面附近,重力等于万有引力,此力提供卫星匀速圆周运动的向心力.(地球半径R、地面重力加速度g已知)由mg=m-—得v=』gR=V6400xl03x9.8m/s=7.9km/s.R3.地球同步卫星地球同步卫星是指在赤道平面内,以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星,同步卫星又叫通讯卫星.同步卫星有以下几个特点:(1)周期一定:同步卫星在赤道上空相对地球静止,它绕地球的运动与地球自转同步,它的运动周期就等于地球自转的周期,即T=24h.(2)角速度一

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