資源簡介

(共17張PPT)
第四節 宇宙航行
第七章 萬有引力于宇宙航行
如果用火藥力從山頂上發射鉛彈，給定其速度，方向與地平面平行，鉛彈將沿曲線在落地前飛行2英里；同樣，如果沒有空氣阻力，發射速度加倍或加到十倍，則鉛彈飛行距離也加倍或加十倍。通過增大發射速度，即可以隨意增加它的拋射距離，減輕它的軌跡的彎曲度，直至它最終落在10度、30度或90度的距離處，甚至在落地之前環繞地球一周；或者，使它再也不返回地球，直入蒼穹太空而去。
問題：以多大的速度將物體拋出，它才會繞地球做圓周運動？
一、宇宙速度
思考: 若飛行器的發射速度大于 ，會怎樣呢？
離心
近心
形成橢圓
離心
近心
……
當發射飛行器的速度大于或等于時，飛行器將脫離地球引力，永遠離開地球。
叫做第二宇宙速度（逃逸速度）。
帕克太陽探測器飛越日冕
旅行者一號回望地球
二、人造地球衛星
齊奧爾科夫斯基，蘇聯科學家，現代航天學和火箭理論的奠基人。 1903年發表了專著《利用噴氣工具研究宇宙空間》，并且首次論證了利用多級火箭克服地球引力的構想。
1957年10月4日，“斯普特尼克1號”衛星由前蘇聯火箭專家科羅廖夫帶領團隊研制的“衛星號”運載火箭從哈薩克斯坦的拜科努爾發射場發射升空。世界上第一顆人造地球衛星成功發射。
（1727年，牛頓去世）
斯普特尼克1號
1970年4月24日，“東方紅1號”衛星由“長征1號”運載火箭從酒泉衛星發射中心發射升空。我國第一顆人造地球衛星成功發射。
衛星號運載火箭是一枚一級半型火箭，中間是一枚單級火箭，四周捆綁4個助推火箭（助推器）。起飛時，中間芯級火箭與4個助推器同時點火；飛行120秒后，助推器的發動機關機，并同芯級分離；芯級火箭繼續工作180秒，當火箭達到衛星入軌速度后，芯級火箭的發動機關機，衛星與火箭分離，衛星進人預定軌道。
長征一號運載火箭我國研制的一枚三級運載火箭。長征一號第一、二級采用液體燃料發動機，第三級采用固體燃料發動機。長征一號作為我
國研制的第一代第一型運載火箭，拉開了中國進軍太空的序幕，使中國成為世界上第五個自行研制發射人造衛星的國家。
衛星的軌道特點
思考：如圖所示黃、紅、白、藍、綠五條軌道中那些不能作為衛星軌道？
同步衛星
周期與地球自轉周期相同的衛星叫做地球同步衛星。
同步衛星的特點：
①周期一定（T=24h）。
②角速度一定。
③高度一定。
④線速度大小一定。
⑤向心加速度大小一定。
軌道位于赤道正上方，且運動方向與地球自轉方向相同的同步衛星也稱靜止衛星。
三、載人航天與太空探索
人類首次載人航天飛行：
1961年4月12日，蘇聯第一顆載人飛船成功發射并安全返回。
太空第一人加加林
我國首次載人航天飛行：
2003 年10月15日神舟五號飛船將我國第一位航天員楊利偉送入太空。
我國首位航天員楊利偉
人類首次載人登月:
1969 年7月20日，美國阿波羅11號飛船將阿姆斯特朗送上了月球。
登月第一人將阿姆斯特朗
嫦娥四號月球車
人類首次月球背面著陸：
嫦娥四號于2019年1月3日在月球背面成功軟著陸，這也是人類第一個著陸月球背面的探測器。
我國首次地外采樣返回：
2020年12月17日，嫦娥五號從月球帶回了1731克月球樣品，這是繼美國阿波羅載人登月計劃后，人類規模最大的一次月球樣本采集。
嫦娥五號探測器
我國首次火星探測：
2020 年7月23日成功發射我國首顆火星探測器“天問一號”。并于2021年5月15日成功著陸，開展巡視探測。
天問一號火星探測器
科學漫步
人類拍攝的第一張黑洞照片是位于5500萬光年以外的星系級黑洞M87*。
人類第一張黑洞照片
銀心是一個巨大的黑洞，質量超過400萬個太陽，并且一直以來都處在活躍狀態，不斷吞噬周圍的物質，其質量也在逐年增加。這個黑洞被命名為Sgr A*，是銀河系中心的一個非常強的射電源。
判斷：
(1)繞地球做圓周運動的人造衛星的速度可以是10 km/s。
(2)在地面上發射人造衛星的最小速度是7.9 km/s。
(3)如果在地面發射衛星的速度大于11.2 km/s，衛星會永遠離開地球。
(4)不同的同步衛星的質量不同，離地面的高度也不同。
√
×
√
×

展開更多......

收起↑