資源簡介

(共39張PPT)
中
國
航
天
2021年4月29日11時，長征五號B遙二運載火箭搭載空間站天和核心艙，在海南文昌航天發射場發射升空，準確進入預定軌道。
嫦娥奔月
飛天之夢的歷史
敦煌飛天
14世紀末，明朝的士大夫萬戶把47枚火箭綁在自己坐的椅子上，兩只手各拿一個大風箏。然后叫他的仆人同時點燃所有的火箭，想借火箭的推力飛上月球，然后利用風箏平穩著路，不幸火箭爆炸，萬戶也為此獻出了生命。
2003年10月15日9時，神州五號宇宙飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，把中國第一位航天員楊利偉送入太空。
4
宇宙航行
如何讓物體發射出去不再落回地面呢？
牛頓的猜想
以多大的速度將物體拋出，它才會繞地球運動，不
會落下來呢？
想一想
建立模型
物體想要繞地球做勻速圓周運動，軌道半徑至少是地球半徑。
基本思路
地球對物體的萬有引力提供物體繞地球做勻速圓周運動的向心力。
若已知：地球表面重力加速度
，
地球的半徑R=6400km。
探究：物體在地球表面附近做勻速圓周運動的線速度。
若已知：地球的質量為
,
半徑R=6400km，引力常量G=
。
探究：物體在地球表面附近做勻速圓周運動的線速度。
分組探究活動
探究一
探究二
方法一
物體做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力。
方法二
物體在地球附近環繞時，物體做勻速圓周運動的向心力由重力提供，則：
一、宇宙速度
如果以速度7.9km/s將物體拋出，它將在地面附近繞
地球做
v=7.9km/s勻
速圓周運動。
1.第一宇宙速度
(環繞速度)
V1
=
7.9km/s
低軌道
地球
越小
思考并猜想：
高軌道
r越大，
v越______。
其中r=R+h。
1.
將衛星發射到高軌道容易還是低軌道容易？
2.
軌道半徑變大，環繞速度如何變化？
要想把衛星發射到更高的軌道上去該怎么辦？
v↗
二者不同，一為發射速度，一為環繞速度。
是否有矛盾？
又有v=
即
r↗
v↘
衛星離地心越遠，它環繞的速度越慢。
第一宇宙速度是人造地球衛星的最小發射速度。也是衛星繞地球的最大環繞速度。
練
習
對于繞地球運動的人造衛星
1.離地面越高，線速度越________。
2.離地面越高，角速度越________。
3.離地面越高，周期____________。
小
小
大
2.第二宇宙速度
(逃逸速度)
V2
=
11.2km/s
使衛星掙脫地球引力束縛的最小發射速度。
如果衛星的速度大于7.9km/s,小于11.2km/s,
它繞地球運動軌跡是橢圓。
當物體的速度大于或等于16.7km/s，它會掙脫太陽的束縛，飛到太陽系外。
3.第三宇宙速度(脫離速度)
V3
=
16.7
km/s
使衛星掙脫太陽引力束縛的最小發射速度。
P
V=7.9km/s
11.2km/s>V>7.9km/s
V>11.2km/s
小結：
發射速度v
運動情況
v﹤7.9km/s
v=7.9km/s
7.9km/s
﹤
v
﹤11.2km/s
11.2km/s
v﹤16.7km/s
16.7km/s
v
第二宇宙速度
第一宇宙速度
第三宇宙速度
物體落回地面
物體在地面附近繞地
球做勻速圓周運動
物體繞地球運轉，運
動軌跡是橢圓。
物體繞太陽運動
物體飛出太陽系
1.誰為人類邁向太空提供科學思想?
19世紀中葉俄羅斯學者齊奧爾科夫斯基
（噴氣推進的多級火箭）
2.世界上第一顆人造地球衛星何時何地發射成功?
1957年10月4日蘇聯
3.世界上第一艘載人飛船何時何地發射成功
1961年4月12日
蘇聯
加加林
東方一號載人飛船
4.人類何時登上月球
1969年7月16日9時32分，美國
阿波羅11號升空，19日進入月球軌道，20日下午4時17分著陸，10時56分阿姆斯特朗踏上月面
二、夢想成真
錢學森，世界著名科學家，空氣動力學家，中國載人航天奠基人，“中國科制之父”和“火箭之王”，由于錢學森回國效力，中國導彈、原子彈的發射向前推進了至少20年。
曾任美國麻省理工學院和加州理工學院教授。1950年錢學森回國受阻，并受美國方面監禁，1955年，在毛澤東主席和周恩來總理的爭取下回到中國。
中國航天之父
中國航天之父：錢學森（1911.12.11－2009.10.31）
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天
東方紅一號衛星
★里程碑之一【青銅時代】
1970年4月24日21時31分，在甘肅酒泉中國發射了第一顆人造衛星，由此開創了中國航天史的新紀元，使中國成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個獨立研制并發射人造地球衛星的國家。
中
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★里程碑之二【白銀時代】：
1987年8月，中國返回式衛星為法國搭載試驗裝置。這是中國打入世界航天市場的首次嘗試。
1990年4月7日，中國自行研制的“長征”三號運載火箭在西昌衛星發射中心，把美國制造的亞洲1號通信衛星送入預定的軌道，首次為國外用戶發射衛星取得圓滿成功。
1992年10月6日，發射瑞典科學衛星，以“一箭雙星”的形式將瑞典“弗利亞”衛星送入預定軌道，圓滿履行了中國發射外星的第一個合同。
“長征二號”
捆綁式運載火箭
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2003年10月15日9時，神州5號宇宙飛船在酒泉衛星中心成功發射，將第一位航天員楊利偉送入太空繞行14圈，10月16日6時23分降落在內蒙古主著陸場
中國成為世界上第三個獨立開展載人航天活動的國家
1992年載人航天工程正式啟動
★里程碑之三【黃金時代】：
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★里程碑之三【黃金時代】：
2005年10月12日9時,神州六號在酒泉衛星發射中心成功發射，費俊龍和聶海勝兩名中國航天員被送入太空，飛行5天，在2005年10月17日凌晨4時33分成功返回。
費俊龍/聶海勝
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★里程碑之三【黃金時代】：
神舟七號載人航天飛船于2008年9月25日21點10分04秒從中國酒泉衛星發射中心用長征二號F火箭發射升空。飛船于2008年9月28日17點37分成功著陸于中國內蒙古四子王旗主著陸場。共計飛行2天20小時27分鐘。
翟志剛出艙作業，劉伯明在軌道艙內協助（劉伯明的頭部手部部分出艙），實現了中國宇航員第一次的太空漫步，令中國成為第三個有能力把航天員送上太空并進行太空行走的國家。
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★里程碑之三【黃金時代】：
2013年6月20日上午10點王亞平在天宮一號給地面的學生講課，此次太空授課主要面向中小學生，使其了解失重條件下物體運動的特點、液體的表面張力作用，加深對質量、重量以及牛頓定律等基本物理概念的理解。航天員將進行在線講解和實驗演示，并與地面師生進行雙向互動交流。
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★里程碑之四【探月時代】：
2007年10月24日18時05分，我國首顆探月衛星嫦娥一號在西昌衛星發射中心發射。11月7日進入200公里的環月工作軌道。2008年10月，在完成預定在軌一年的各項探測任務，2009年3月1日16時13分，成功撞月。嫦娥一號是中國自主研制并發射的首個月球探測器。主要用于獲取月球表面三維影像、分析月球表面有關物質元素的分布特點、探測月壤厚度、探測地月空間環境等。嫦娥一號發射成功，使中國成為世界第五個發射月球探測器的國家地區。
中國公布嫦娥一號拍攝
月球背面“萬戶坑”影像
中國的太空探測計劃將以前所未有的速度，按部就班地往前推進：2007年“嫦娥奔月”，2008年“神七”飛船升空，2009年中俄開展火星聯合探測，2012年實施“夸父計劃”……
嫦娥五號發射升空
三、人造衛星
人造地球衛星軌道可分為三類：
(1)赤道軌道：衛星的軌道與赤道共面，衛星始終處于赤道正上方。
(3)任意軌道：衛星的軌道與赤道平面成某一角度。
(2)極地軌道：衛星的軌道與赤道平面垂直，衛星經過兩極上空。
1、人造衛星的軌道
人造衛星軌道
赤道衛星軌道
極地衛星軌道
其他衛星軌道
注：所有衛星軌道一定過地心
衛星高度約
=5.6R=3.6×107m
v
=3.1km/s
衛星速度約
h
R
1.定義：
相對于地面靜止的，跟地球自轉同步的衛星，同步衛星也叫通訊衛星。
①定周期，即運行周期等于地球自轉周期（24
h）；
②定軌道平面,即運行平面在赤道平面內；
③定高度，即離地面高度一定（h=3600
km）；
④定速度,即運行速度一定；
萬有引力提供衛星做圓周運動的向心力
2.特點：
2、通訊衛星（地球同步衛星）
h=3.6××107m
r=4.2××107
V=3.08km/s
T=24h
同步衛星
月球
近地衛星
人造衛星和月球參數
總
結：
一、宇宙速度
1.
第一宇宙速度：v1＝7.9km/s
2.
第二宇宙速度：v2＝11.2km/s
它是衛星掙脫地球束縛的最小發射速度。
3.第三宇宙速度:
v3＝16.7km/s
它是掙脫太陽束縛的最小發射速度。
二、夢想成真
練
習
1.某顆北斗導航衛星屬于地球同步衛星，其軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。與近地軌道衛星相比，地球同步衛星（　　）
A．周期大
B．線速度大
C．角速度大
D．加速度大
A
s
練
習
2.如圖所示，在發射地球同步衛星的過程中，衛星首先進入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q點通過改變衛星速度，使衛星進入地球同步軌道Ⅱ，則以下說法正確的是（　）
A．該衛星的發射速度必定大于11.2km/s
B．衛星在同步軌道Ⅱ上的運行速度大于7.9km/s
C．在軌道Ⅰ上，衛星在P點的速度大于在Q點的速度
D．在Q點，衛星在軌道Ⅰ上的加速度大于在軌道Ⅱ上的加速度
c
s

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