高中物理-宇宙航行习题课件-新人教版必修2.ppt

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1、宇宙航行（复习课）_____________________________________________InterplanetaryFlight苍山四中高一物理组闫明春内容一、理解计算第一宇宙速度;二、卫星的线速度大小、角速度大小、周期与轨道半径大小的关系，同步卫星的特点；三、卫星变轨问题.知识点1宇宙速度美国有部电影叫《光速侠》，是说一个叫DanielLight的家伙在一次事故后，发现自己拥有了能以光速奔跑的能力．根据所学物理知识分析，如果光速侠要以光速从纽约跑到洛杉矶救人，可能实现吗？图6－5－1提示：不可能实现．当人或物体以大

2、于第一宇宙速度的速度在地表运动时，会脱离地表，到达外太空，即在地表运动的速度不能超过7.9km/s.一、思考：若地球质量未知，而知道地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6400km,能否求出第一宇宙速度？1．第一宇宙速度：表达式为____________或____________，大小为____________，它是卫星最大的环绕速度，也是卫星最小的发射速度.(环绕速度：指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度)2．第二宇宙速度：也叫脱离速度，大小为_________，它表示当发射速度等于或大于此速度时，物体就会克服地

3、球的引力，永远离开地球．16.7km/s3．第三宇宙速度：也叫逃逸速度，大小为__________，它表示当发射速度等于或大于此速度时，物体就会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外．7.9km/s11.2km/s【例1】若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，这行星的第一宇宙速度约为()A.16km/sB．32km/sC.4km/sD．2km/s答案：A探究：已知：地球质量M，半径R，卫星距地面高度h，引力常量G.探究卫星的v、T与高度h的关系.二、人造地球卫星地球动画演示第5节宇宙航行“高轨低速

4、长周期”T、v、ω与轨道半径r大小关系自己推导三量与轨道半径关系式！原理：人造卫星绕地球转动的向心力等于地球对它的．万有引力例2如图所示，a、b、c是大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同且小于c的质量，下面说法中正确的是()A．b、c的线速度大小相等且大于a的线速度B．b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度C．b、c的周期相等且大于a的周期D．b、c的向心力相等且大于a的向心力答案：C思考：同步卫星的周期多大？轨道半径能否计算？那离地面的高度呢？同学们先推导公式！【针对训练】3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地

5、球卫星，则下面说法中正确的是()A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的总结：地球同步卫星(1)同步卫星：与地球同步转动，又称静止卫星(相对于地球表面静止不动)或通信卫星．(2)同步卫星的特点：①周期T、角速度ω与地球自转的周期和角速度相同，T＝24h.②轨道确定：因为ω、T与地球自转的ω、T相同，又在做匀速圆周运动，所以只能在赤道面上同地球自

6、转同步．h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较·思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在高轨道上运行，应采取什么措施？在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。………..三、变轨问题vF引12v2F引L使卫星进入更高轨道做圆周运动v2v3向高轨卫星的发射卫星的回收例3、如图所示，发射同步卫星时

7、，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（）A、在轨道3上的速率大于1上的速率B、在轨道3上的角速度小于1上的角速度C、在轨道2上经过Q点时的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上经过P点时的加速度QP2·31BD“嫦娥奔月”图(视频)16例4.2007年10月24日“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小

8、时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→修正轨道④→地月转移轨道⑤。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度为h的A点时，再经三次变轨：12小时椭圆轨道⑥→3.5小时椭圆轨道⑦→最后进入周期