高中人教版 (新课标)5.宇宙航行评课ppt课件

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2008年9月27日下午5点中国第三艘载人航天飞船“神舟七号”，成功发射，宇航员翟志刚、刘伯明、景海鹏(如图)完成了一系列空间科学实验，并按预定方案翟志刚进行了太空行走，第1次把中国人的足迹留在了茫茫太空，这标志着我国的航天事业又迈出了历史性的一步．
1．牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点______．如果速度足够大，物体就____，它将绕地球运动，成为_______．2．第一宇宙速度大小为________，也叫________速度．第二宇宙速度大小为________，也叫________速度．第三宇宙速度大小为________，也叫________速度．
3．世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在________发射成功的，卫星质量为________kg，绕地球飞行一圈需要的时间为__________．世界第一艘载人飞船是1961年4月12日在________发送成功，飞船绕地球一圈历时__________．世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在________发送成功，______________进入月球轨道；____________飞船在月球表面着陆；__________宇航员登上月球．
4．中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在________发送成功的，下图1为中国第一位航天员________．中国第二艘载人航天飞船在2005年10月12日9时在________发送成功，下图2为宇航员________，下图3为宇航员________． (图1)　　　　(图2)　　　　(图3)
答案：1.也就一次比一次远　不再落回地面　人造地球卫星2．7.9km/s　环绕　11.2km/s　脱离　16.7km/s　逃逸3．苏联　83.6　96min　苏联　108min　美国　7月19日　7月20日4时17分　阿姆斯特朗4．中国　杨利伟　中国　费俊龙　聂海胜
地球对周围的物体有引力作用，因而抛出的物体要落回地面，当物体速度足够大时，物体就永远不会落回到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星．(1)卫星的运动都近似看作匀速圆周运动，其向心力就是地球对它的万有引力．(2)发射速度：将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度．
(3)绕行速度：卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动所具有的速度.
②物理意义：第一宇宙速度也叫做地面附近的环绕速度，是使人造卫星能绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度；也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大运行速度；也可理解为紧贴地面的运行速度．(2)第二宇宙速度①大小：v2＝11.2km/s②物理意义：卫星脱离地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度．
(3)第三宇宙速度①大小：v3＝16.7km/s②物理意义：卫星脱离太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度．特别提醒：(1)第一宇宙速度是最大运行速度，也是最小发射速度．(2)三个宇宙速度分别为在三种不同情况下在地面附近的最小发射速度．
(2011·西安一中高一检测)关于第一宇宙速度，以下说法中正确的是(　　)A．它是人造卫星绕地球飞行的最小速度B．它是地球表面附近发射人造卫星的最大发射速度C．它是人造卫星在圆轨道上绕地球飞行的最大速度D．它是使卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度答案：C
1984年4月8日，我国成功地发射了一颗地球同步通讯卫星，8天后定位于东经125°的赤道上空．同步卫星有以下几个特点：(1)周期一定：它的运动周期等于地球自转的周期T＝24h.(2)角速度一定：同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度．(3)轨道一定：所有同步卫星的轨道半径都相同，即同步卫星都在同一轨道上随地球做匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为3.59×104km.
(4)环绕速度大小一定：所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的，约为3.08km/s.(5)向心加速度大小一定：所有同步卫星由于到地心距离相同，所以，它们绕地球运动的向心加速度大小都相同，约为0.23m/s2.特别提醒：(1)所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度v、角速度ω及向心加速度a的大小均相同．(2)所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心圆，它们都在同一轨道上运动且都相对静止．
(上海外国语学校08～09学年高一下学期过关测试)对于地球同步卫星的认识，正确的是(　　)A．它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同，卫星的加速度为零B．它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止C．不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行D．它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播
答案：B解析：同步卫星只能在赤道上方，由于周期等于地球自转周期一定，轨道半径一定，因此离地高度一定，其运行速度小于第一宇宙速度.
(1)超重：发射时加速上升过程；返回大气层时减速降低过程．(2)失重：卫星进入轨道后，卫星本身和其中的人、物都处于完全失重状态．(3)卫星中失效的物理仪器：凡工作条件或原理与重力有关的仪器都不能使用．
(2011·浙江宁海高一检测)如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会完全失重，下列说法中正确的是(　　)
A．宇航员仍受万有引力的作用B．宇航员受力平衡C．宇航员受的万有引力正好提供向心力D．宇航员不受任何作用力答案：AC
是否可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道(　　)A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的
解析：人造卫星飞行时，由于地球对卫星的引力作为它做圆周运动的向心力，而这个力的方向必定指向圆心，即指向地心，故所有无动力的卫星其轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合，不能是地轴上(除地心外)的某一点，故A是不对的．由于地球同时绕着地轴在自转，所以卫星的轨道平面也不可能和经度线所决定的平面共面，所以B也是不对的．
相对地球表面静止的就是同步卫星，它必须在赤道线平面内，且距地面有确定的高度，这个高度约为三万六千公里，而低于或高于该高度的人造卫星也是可以在赤道平面内运动的，不过由于它们的周期和地球自转的周期不相同，就会相对于地面运动．答案：CD
点评：(1)人造卫星的轨道一般有三种：赤道轨道，极地轨道，一般轨道．共同特点是轨道中心必须和地心重合．(2)没有跟某一经度重合的轨道，也没有跟某一纬度重合的轨道(除赤道平面)．事实上大约三万六千公里高空的赤道轨道上只有和地球自转方向相同的卫星才能称之为同步卫星，如果转向正好与地球自转方向相反，就不能称其为地球同步卫星了．(3)发射到赤道轨道上的同步卫星为了节省动力，发射场所选地点尽可能靠近赤道，且要借助地球自转的线速度．
(江西师大附中08～09学年高一下学期月考)2007年10月24日我国从西昌卫星发射中心成功发射了“嫦娥一号”，“嫦娥一号”飞行的示意图如下图，关于嫦娥一号相关的说法中，正确的是(　　)
A．在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小B．在Q点由d轨道转变到c轨道时，速度变小(不计嫦娥一号的质量变化)C．在b轨道上，P点速度比R点速度大D．嫦娥一号在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等答案：BCD
金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍．那么，(1)金星表面的自由落体加速度是多大？(2)金星的第一宇宙速度是多大？
答案：(1)8.9m/s2(2)7.3km/s
某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中，已知该星球的半径为R，求这星球上的第一宇宙速度．
(2009·玉溪模拟)据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是(　　)
A．运行速度大于7.9km/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
(2011·襄阳一中、枣阳一中、宜城一中、曾都一中联考)如图所示，地球赤道上的物体A、近地卫星B和同步卫星C均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设A、B、C的运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则(　　)A．v1>v2>v3　　　　　B．v1a3 D．a1