宇宙航行

回顧：萬有引力：萬有引力成就：（1）計算天體的質(zhì)量--------比如地球、太陽質(zhì)量等等（2）發(fā)現(xiàn)未知天體---------比如海王星的發(fā)現(xiàn)、哈雷彗星的按時回歸等等(T=76年)太空中，遠(yuǎn)眺地球八大行星圍繞太陽轉(zhuǎn)動浩瀚的宇宙，總是給我們無限的遐想嫦娥奔月探究宇宙奧秘，奔向遙遠(yuǎn)的太空。自古以來就是人類的夢想?；鸺?/p>

太空行走登錄月球夢想成真

1969年7月16日，美國宇航員阿姆斯特朗乘坐阿波羅11號登上月球。阿姆斯特朗:“對于一個人來說，這只是一小步；但是對于人類來說，這卻是一大步?！?That’sonesmallstepforaman,onegiantleapformankind)。

1975年，返回式遙感衛(wèi)星，中國第一顆返回式衛(wèi)星，用于對地觀測，運行三天后按計劃返回地面；中國是第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家。

1970年，“東方紅”1號，中國第一顆人造衛(wèi)星。中國是第五個能自行發(fā)射衛(wèi)星的國家。中國航天史風(fēng)云一號通信衛(wèi)星中國1988年9月7日發(fā)射了第一顆氣象衛(wèi)星—“風(fēng)云一號”太陽同步軌道氣象衛(wèi)星1984年4月8日，我國第一顆地球靜止軌道試驗通信衛(wèi)星發(fā)射成功

飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時23分安全降落在內(nèi)蒙古主著陸場．這次成功發(fā)射實現(xiàn)了中華民族千年的飛天夢想。

1992年，中國載人航天工程正式啟動。

2003年10月15日9時，我國“神舟”五號宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，把中國第一位航天員楊利偉送人太空。2005年10月12日，神舟六號搭載費俊龍，聶海勝兩名航天員升空。2008年9月25日，神舟七號搭載翟志剛，景海鵬，劉伯明三名航天員升空。

伴隨著“神舟”號的發(fā)射成功，中國已正式啟動“嫦娥工程”，開始了宇宙探索的新征程．

怎么樣才能把物體發(fā)射上天空，且不再落回地面？想一想：一、牛頓的設(shè)想

牛頓曾設(shè)想,從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,則落點一次比一次遠(yuǎn)-----當(dāng)速度足夠大時,物體就圍繞地球旋轉(zhuǎn),成為一顆人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星的發(fā)射速度至少達(dá)到多少才能繞地球做穩(wěn)定的圓周運動?思路：計算：貼著地球表面轉(zhuǎn)動的那顆衛(wèi)星，它的速度是多少？算一算:

設(shè)地球的質(zhì)量為M，

人造衛(wèi)星質(zhì)量為m，衛(wèi)星貼著地球表面轉(zhuǎn)動，它到地心的距離為r，求衛(wèi)星的速度v，解得：由：衛(wèi)星受地球的萬有引力充當(dāng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)動的向心力F引

=F向地球半徑:R=6400km---------公元前3世紀(jì),古希臘人測出地球質(zhì)量:M=5.96×1024kg----1798年，英國人卡文迪許測出代入可得=7.9km/sG是引力常量M是地球質(zhì)量r是衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動半徑（在這個場景里，r等于地球半徑R）V=7.9km/s含義：在地球上，衛(wèi)星的最小發(fā)射速度（小于該速度則發(fā)射不成功）被稱為：地球的第一宇宙速度軌道：貼著地球表面（附近）轉(zhuǎn)動的速度計算公式：二、宇宙速度1、第一宇宙速度：在某個天體上發(fā)射衛(wèi)星繞天體轉(zhuǎn)動所必須具有的速度，也稱為“最小發(fā)射速度”。軌道：

衛(wèi)星在表面（附近）轉(zhuǎn)動，r本身也是天體半徑R天地球的第一宇宙速度：火星的：土星的：月亮的：同理：例1、已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，(若地球的第一宇宙速度V1=7.9km/s)則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為（）A．3.5km/sB．5.0km/sC．17.7km/sD．35.2km/s另一種出題方式：練習(xí)冊54頁例1求：

火星表面附近速度

這也是

火星的第一宇宙速度

或者

火星上發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度解析：火星的第一宇宙速度：地球的第一宇宙速度：解析：--------比例法求解選

A二、宇宙速度1、第一宇宙速度：含義：

。

V1=

（最大環(huán)繞速度）2、第二宇宙速度：V2=

（脫離速度）含義：

。

3、第三宇宙速度：V3=

（逃逸速度）含義：

。

特別提醒：

三種宇宙速度是針對地球來說的,換成別的星球，數(shù)據(jù)不一樣（從地球發(fā)射）11.2km/s7.9km/s16.7km/s人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，再小就發(fā)射不成功在地面以該速度發(fā)射，則衛(wèi)星將脫離地球而去在地面以該速度發(fā)射，則衛(wèi)星將離開太陽系

地球v2=11.2km/sv3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s

v1=7.9km/sV1=7.9km/sV2=11.2km/s

若發(fā)射速度7.9km/s----11.2km/s，V3=16.7km/s

想一想結(jié)果：衛(wèi)星繞地球運動的軌跡不是圓，是橢圓，但還在地球的引力范圍之內(nèi)。若發(fā)射速度11.2km/s---16.7km/s，結(jié)果：擺脫地球束縛，成為太陽的衛(wèi)星若發(fā)射速度超過16.7km/s，衛(wèi)星將離開太陽系人造衛(wèi)星受到地球的萬有引力三、人造衛(wèi)星的運行規(guī)律人造衛(wèi)星轉(zhuǎn)動需要有向心力F萬=F向衛(wèi)星運動的線速度V、角速度ω、周期T與距離關(guān)系：衛(wèi)星運動(V、ω

、T

)是由軌道

r

惟一決定，與m無關(guān)(1)由

得：ｖ＝(2)由

得：ω＝

(3)由

得：Ｔ＝GM4π2r3記憶：“越近越快，越遠(yuǎn)越慢，與m無關(guān)”總結(jié)：V=7.9km/s1.在地球上，衛(wèi)星的最小發(fā)射速度2.地球的第一宇宙速度3.貼著地球表面（附近）轉(zhuǎn)動的速度4.所有衛(wèi)星在空中轉(zhuǎn)動的最大環(huán)繞速度b離地球最近，軌道半徑r最小，所以：線速度V最大，角速度ω最大，加速度a最大,而轉(zhuǎn)一圈的時間（周期）T最小，a與c這兩顆衛(wèi)星在同一軌道，r一樣，所以：a與c衛(wèi)星的V、ω、a一樣（比b衛(wèi)星?。芷赥也一樣（比b衛(wèi)星大）a、b、c的v、ω、T大小如何？1、所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它跟著地球轉(zhuǎn)，同步地做勻速圓周運動，它的周期：T＝24h四、地球同步衛(wèi)星r、v、ω、ɑ可以解出具體數(shù)據(jù)（唯一的）2、所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個確定軌道上，

即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合。同