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《宇宙航行》萬有引力與宇宙航行PPT優(yōu)秀課件

《宇宙航行》萬有引力與宇宙航行PPT優(yōu)秀課件 詳細(xì)介紹:

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《宇宙航行》萬有引力與宇宙航行PPT優(yōu)秀課件

第一部分內(nèi)容:學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度,知道三個(gè)宇宙速度的含義.

2.了解人造地球衛(wèi)星的歷史及現(xiàn)狀,認(rèn)識(shí)同步衛(wèi)星的特點(diǎn).

3.了解人類對太空的探索歷程和我國載人航天工程的發(fā)展.

... ... ...

宇宙航行PPT,第二部分內(nèi)容:01梳理教材 夯實(shí)基礎(chǔ)

一、宇宙速度

1.牛頓的設(shè)想

如圖1所示,把物體從高山上水平拋出,如果速度_________,物體就不再落回地面,它將繞地球運(yùn)動(dòng),成為_________.

2.第一宇宙速度的推導(dǎo)

(1)已知地球質(zhì)量m地和半徑R,物體繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為_________運(yùn)動(dòng),____________________________________提供物體運(yùn)動(dòng)所需的向心力,即_________=mv2R,可得v=_________ .

(2)已知地面附近的重力加速度g和地球半徑R,由   =mv2R得:v=_________.

(3)三個(gè)宇宙速度及含義

二、人造地球衛(wèi)星

1._________年10月4日,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功. _________年4月24日,我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號(hào)”發(fā)射成功.為我國航天事業(yè)作出特殊貢獻(xiàn)的科學(xué)家_________被譽(yù)為“中國航天之父”.

2.地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)

地球同步衛(wèi)星位于_________上方高度約_________處,因_________,也稱靜止衛(wèi)星.地球同步衛(wèi)星與地球以_________的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),周期與地球自轉(zhuǎn)周期_________.

三、載人航天與太空探索

1. _________年蘇聯(lián)宇航員_________進(jìn)入東方一號(hào)載人飛船,鑄就了人類首次進(jìn)入太空的豐碑.

2.1969年,美國_________飛船發(fā)射升空,拉開人類登月這一偉大歷史事件的帷幕.

3. _________ 年10月15日9時(shí),我國_________宇宙飛船把中國第一位航天員_________送入太空,截止到2017年底,我國已經(jīng)將     名航天員送入太空,包括兩名女航天員.

4._________年6月,神舟十號(hào)分別完成與_________空間站的手動(dòng)和自動(dòng)交會(huì)對接;2016年10月19日,神舟十一號(hào)完成與天宮二號(hào)空間站的自動(dòng)交會(huì)對接.2017年4月20日,我國發(fā)射了貨運(yùn)飛船 _________,入軌后與天宮二號(hào)空間站進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對接、自主快速交會(huì)對接等3次交會(huì)對接及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn).

即學(xué)即用

1.判斷下列說法的正誤.

(1)在地面上發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度是7.9 km/s.(  )

(2)人造地球衛(wèi)星的最小繞行速度是7.9 km/s.(  )

(3)我國向月球發(fā)射的“嫦娥二號(hào)”宇宙飛船在地面附近的發(fā)射速度要大于11.2 km/s.(  )

(4)在地面附近發(fā)射火星探測器的速度應(yīng)為11.2 km/s<v<16.7 km/s.(  )

(5)由v=_________,高軌道衛(wèi)星運(yùn)行速度小,故發(fā)射高軌道衛(wèi)星比發(fā)射低軌道衛(wèi)星更容易.(  )

2.已知火星的半徑為R,火星的質(zhì)量為m火,引力常量為G,則火星的第一宇宙速度為 _________ .

... ... ...

宇宙航行PPT,第三部分內(nèi)容:02探究重點(diǎn) 提升素養(yǎng)

一、三個(gè)宇宙速度

導(dǎo)學(xué)探究

不同天體的第一宇宙速度是否相同?第一宇宙速度的決定因素是什么?

知識(shí)深化

1.第一宇宙速度

(1)兩個(gè)表達(dá)式

(2)含義

①近地衛(wèi)星的圓軌道運(yùn)行速度,大小為7.9 km/s,也是衛(wèi)星圓軌道的最大運(yùn)行速度.

②人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難,需要更多能量.

2.第二宇宙速度

在地面附近發(fā)射飛行器,使之能夠克服地球的引力,永遠(yuǎn)離開地球所需的最小發(fā)射速度,其大小為11.2 km/s.當(dāng)發(fā)射速度7.9 km/s<v0<11.2 km/s時(shí),物體繞地球運(yùn)行的軌跡是橢圓,且在軌道不同點(diǎn)速度大小一般不同.

3.第三宇宙速度

在地面附近發(fā)射飛行器,使之能夠掙脫太陽引力的束縛,飛到太陽系外的最小發(fā)射速度,其大小為16.7 km/s.

例1 (2019•天津一中期末)我國發(fā)射了一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的,且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的181,月球的半徑約為地球半徑的14,地球的第一宇宙速度約為7.9 km/s,則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的最大速率約為

A.0.4 km/s  B.1.8 km/s

C.11 km/s  D.36 km/s

例2 (2019·湘潭一中期末)某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體,經(jīng)時(shí)間t后,物體以速率v落回手中.已知該星球的半徑為R,求該星球的第一宇宙速度.(物體只受星球的引力,忽略星球自轉(zhuǎn)的影響)

二、人造地球衛(wèi)星

1.人造地球衛(wèi)星

(1)衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步軌道),可以通過兩極上空(極地軌道),也可以和赤道平面成任意角度,如圖2所示.

(2)因?yàn)榈厍驅(qū)πl(wèi)星的萬有引力提供了衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心.

2.近地衛(wèi)星

3.同步衛(wèi)星

(1)“同步”的含義就是和地面保持相對靜止,所以其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期.

(2)特點(diǎn)

①定周期:所有同步衛(wèi)星周期均為T=24 h.

②定軌道:同步衛(wèi)星軌道必須在地球赤道的正上方,運(yùn)轉(zhuǎn)方向必須跟地球自轉(zhuǎn)方向一致,即由西向東.

三、同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較

例5 如圖4所示,A為地面上的待發(fā)射衛(wèi)星,B為近地圓軌道衛(wèi)星,C為地球同步衛(wèi)星.三顆衛(wèi)星質(zhì)量相同,三顆衛(wèi)星的線速度大小分別為vA、vB、vC,角速度大小分別為ωA、ωB、ωC,周期分別為TA、TB、TC,向心加速度大小分別為aA、aB、aC,則

A.ωA=ωC<ωB

B.TA=TC<TB

C.vA=vC<vB

D.aA=aC>aB

總結(jié)提升

同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較

1.同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星都是萬有引力提供向心力,即都滿足GMmr2=mv2r=mω2r=m4π2T2r=man.由上式比較各運(yùn)動(dòng)量的大小關(guān)系,即r越大,v、ω、an越小,T越大.

2.同步衛(wèi)星和赤道上物體都做周期和角速度相同的圓周運(yùn)動(dòng).因此要通過v=ωr,an=ω2r比較兩者的線速度和向心加速度的大小.

... ... ...

宇宙航行PPT,第四部分內(nèi)容:03隨堂演練 逐點(diǎn)落實(shí)

1.(對宇宙速度的理解)(多選)(2019·巴蜀中學(xué)期末)下列關(guān)于三種宇宙速度的說法中正確的是

A.人造衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度大于或等于7.9 km/s、小于11.2 km/s

B.火星探測衛(wèi)星的發(fā)射速度大于16.7 km/s

C.第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛,成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度

D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度

2.(對同步衛(wèi)星的認(rèn)識(shí))(多選)(2019·海師附中期中)下列關(guān)于同步通信衛(wèi)星的說法正確的是

A.各國發(fā)射的地球同步衛(wèi)星的高度和速率都是相等的

B.同步通信衛(wèi)星的角速度雖已確定,但高度和速率可以選擇,高度增加,速率增大,高度降低,速率減小,仍同步

C.我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114 min,它的高度比同步衛(wèi)星低

D.同步通信衛(wèi)星的速率比我國發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)星速率小

3.(同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較)(多選)如圖6所示,同步衛(wèi)星與地心的距離為r,運(yùn)行速率為v1,向心加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為v2,地球半徑為R,則下列關(guān)系式正確的是

4.(第一宇宙速度的計(jì)算)(2019·岷縣一中期末)已知某星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的81倍,半徑是地球半徑的9倍.已知地球的第一宇宙速度為7.9 km/s,則在該星球上發(fā)射一顆人造衛(wèi)星,其發(fā)射人造衛(wèi)星的速度最小是多少?

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