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(共28张PPT)
嫦娥奔月的神话传说
外国人的“飞天”梦
横县百合完全中学——韦衍虎
7.4宇宙航行
问题导入
如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。你知道这个速度究竟有多大吗？
v
v增大
此时引力充当向心力，物体环绕地球做匀速圆周运动，永远不会落地。
能不能不落到地面呢？
设地球的质量为m地，物体的质量为m，速度为v它到地心的距离为r。
万有引力提供物体作圆周运动的向心力
由此解岀
把数据代入：v=7.9km/s
速度多大呢？
1.环绕法
思考与讨论
有人说，也可用 (式中g为重力加速度,R为地球半径)算出,你认为正确吗？
2.拱桥法
汽车车速为v，地球半径为R
汽车对桥面的压力为0
当力FN=0时得：
把数据代入：v=7.9km/s
思考与讨论
有人说，也可用 (式中g为重力加速度,R为地球半径)算出,你认为正确吗？
汽车车速为v，地球半径为R
汽车对桥面的压力为0
当力FN=0时得：
把数据代入：v=7.9km/s
2.拱桥法
1.第一宇宙速度（环绕）：
物体在地面附近（刚好贴着地球表面）绕地球做匀速圆周运动的速度。
思考：想到达更高的轨道飞行，怎么办呢？
更高的轨道
v1=7.9km/s
低轨道
刚好贴着地球表面
高轨道
太空
A
B
好比竖直上抛一个物体到四五楼，上到B点比上到A点需要的初速度大，更高的就更大。
①7.9km/s为卫星的最小发射速度。
比他小就会落回地面
v
②7.9km/s是卫星的最大环绕速度。
低轨道
刚好贴着地球表面
高轨道
如果速度继续增大,物体将会怎样
v增大
理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s,又小于11.2km/s,它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
2、第二宇宙速度：（脱离速度）　　　　　
3、第三宇宙速度：（逃逸速度）
v1=7.9km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。
使卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。
v
0
7.9km/s
11.2km/s
16.7km/s
不能进入轨道
绕地球
绕太阳
飞到太阳系外
11.2km/s>v>7.9km/s
11.2km/s
16.7km/s
7.9km/s
第一宇宙速度
第二宇宙速度
第三宇宙速度
“嫦娥五号”的发射速度应该大于第一宇宙速度。
“天问一号”的发射速度应该大于第二宇宙速度。
旅行者一号（飞出太阳系）
“旅行者一号”的发射速度应该大于第三宇宙速度（借助木星的“引力弹弓”效应等）。
人造地球卫星
1957年10月4日，苏联发射了第一颗地球人造卫星。它的本体是一只用铝合金做成的圆球，直径58厘米，重83.6公斤。它在拜克努尔发射场由一支三级运载火箭发射。起飞以后几分钟，卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度(7.9公里/秒)，进人环绕地球飞行的轨道。它距离地面最远时为964.1公里，最近时为228.5公里，轨道与地球赤道平面的夹角为65度，以96.2分钟时间绕地球1周，比原来预计的所需时间多1分20秒。
世界上第一颗人造卫星：“斯普特尼克”一号。它是航天启蒙时代的产物，是冷战时期太空竞争的标志。
人造地球卫星
东方红一号卫星于1958年提出设想计划，1965年开始研制工作，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道，进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。东方红一号卫星工作28天（设计寿命20天）。卫星于5月14日停止发射信号。东方红一号卫星仍在空间轨道上运行。
东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。
人造地球卫星
人造卫星分类：通信卫星、测地卫星、气象卫星、科学卫星等
人造地球卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：
人造地球卫星的运行参量
1、近地卫星：
指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。
人造地球卫星的分类
2、同步卫星：指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球做匀速圆周运动，周期T=24h
（1）所有的同步卫星只能分布在赤道正上方的一个确定轨道，即同步卫星轨道平面与赤道平面重合。
人造地球卫星的分类
（2）同步卫星的“六个一定”
①轨道平面一定：赤道平面
②周期与角速度一定：T=24h
⑤运转方向一定:自西向东
③轨道半径一定:r=6.6R
④速度大小一定:v=3.08km/s
人造地球卫星的分类
⑥向心加速度的大小一定:
中国航天史
科学的未来,只能属于勤奋而又谦虚的年轻一代—— 巴甫洛夫
年轻是最大的资本，名垂青史的科学家如牛顿、爱因斯坦、劳伦斯·布拉格、维纳·海森堡、李政道等等都是在青年时代就取得了伟大的成就。
中国的航天未来，属于你们这一代人。你们是否有幸投身于未来的航天事业，为祖国、为世界贡献自己的价值，就决定于现在付出的辛劳与汗水。
宇宙航行
宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）:
第二宇宙速度（逃逸速度）:
第三宇宙速度（脱离速度）:
v2=11.2km/s
v1=7.9km/s
v3=16.7km/s
同步卫星
第一宇
宙速度
最小发射速度
最大运行速度
定义：相对于地面静止的，跟地球自转同步的卫星，同步卫星也叫通讯卫星。
特点：六个一定
载人航天与太空探索
课堂小结

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