人教版高中物理必修二《宇宙航行》萬有引力與宇宙航行PPT教學(xué)課件，共27頁。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1 知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)計(jì)算第一宇宙速度．(重點(diǎn))
2 掌握人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系．(重點(diǎn))
3 理解近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的區(qū)別．(難點(diǎn))
4 掌握衛(wèi)星的變軌問題．(難點(diǎn))
新課引入
1.登月過程需要解決的問題？
（1）如何讓嫦娥五號(hào)飛出地球？
（2）如何讓嫦娥五號(hào)飛向月球？
（3）如何讓航天器飛向宇宙？
2、（1）拿一支粉筆水平拋出，粉筆做什么運(yùn)動(dòng)？
可以看作平拋運(yùn)動(dòng)
（2）在相同高度使拋出時(shí)的速度更大一些，與第一次拋出有什么區(qū)別？
水平飛出的距離更遠(yuǎn)
（3）是否可以一直運(yùn)動(dòng)不掉下來？為什么會(huì)這樣呢？
不可以，因?yàn)槭艿街亓ψ饔茫酃P會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。
一、宇宙速度
1.第一宇宙速度的分析與計(jì)算
(1)環(huán)繞法：萬有引力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力
這就是物體在地球附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度， 叫作第一宇宙速度（環(huán)繞速度）。
(2)拱橋法：當(dāng)支持力為0時(shí)，重力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
2.是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度
因此第一宇宙速度也是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度。
理論研究指出，在地面附近發(fā)射飛行器，如果速度大于 7.9 km/s，又小于 11.2 km/s，它繞地球運(yùn)行的軌跡就不是圓，而是橢圓。當(dāng)飛行器的速度等于或大于 11.2 km/s 時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開地球。我們把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。
3.認(rèn)識(shí)第三宇宙速度
達(dá)到第二宇宙速度的飛行器還無法脫離太陽對(duì)它的引力。在地面附近發(fā)射飛行器，如果要使其掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外，必須使它的速度等于或大于 16.7 km/s， 這個(gè)速度叫作第三宇宙速度（脫離速度）。
二、人造衛(wèi)星
自首顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射后，人類已經(jīng)發(fā)射數(shù)千顆人造地球衛(wèi)星，目前在軌有效運(yùn)行的衛(wèi)星有上千顆，其中通信、導(dǎo)航、氣象等衛(wèi)星已極大地改變了人類的生活。
（一）人造地球衛(wèi)星的軌道特點(diǎn)
1、衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓軌道．
(1)衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，地心是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，衛(wèi)星的周期和半長軸的關(guān)系遵循開普勒第三定律．
(2)衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)榈厍驅(qū)πl(wèi)星的萬有引力提供了衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力，而萬有引力指向地心，所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心．
(3)衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步衛(wèi)星)，可以通過兩極上空(極地軌道)，也可以和赤道平面成任一角度，如圖所示．
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