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(共17張PPT)
7.4 宇宙航行
01
物理人教版高中必修第二冊第七章 萬有引力與宇宙航行
景海鵬
指令長
朱楊柱
桂海潮
古人富有想象的宇宙圖景
中國古代渾天說
古埃及人的宇宙觀
（星星像懸掛的油燈吊在上空）
（渾天如雞子，天體圓如彈丸，地如雞子中黃，孤居于內(nèi)……）
托勒密精心構(gòu)建地心說
公元150年，古希臘天文學(xué)家托勒密提出以地球?yàn)橹行牡挠钪娼Y(jié)構(gòu)學(xué)說，簡稱“地心說”。
托勒密（C.Ptolemaeus，約90-168）
托勒密的“地心說”宇宙圖
托勒密的“地心說”能解釋日食、月食等許多天文現(xiàn)象，并且符合當(dāng)時(shí)人們普遍認(rèn)同的地球不動的觀念，因此很容易被人們接受。
后來又被當(dāng)時(shí)的教會所利用，成為禁錮人們思想的枷鎖，一直流行了一千多年，嚴(yán)重阻礙了科學(xué)前進(jìn)的腳步。
哥白尼（N.Copernicus，1473-1543）
哥白尼吹響了科學(xué)革命的號角
地球
水星
金星
火星
木星
土星
月球
日心說
波蘭天文學(xué)家哥白尼通過長期的觀察和研究，提出了太陽中心說宇宙模型，即“日心說”。
在思想上，它掙脫了當(dāng)時(shí)教會的束縛，使自然科學(xué)的研究從歐洲中世紀(jì)的神學(xué)桎梏下解脫出來，從而使人類迎來了科學(xué)的春天。
在哥白尼的時(shí)代，人們只發(fā)現(xiàn)了太陽系中除地球之外的五顆大行星，后來又相繼發(fā)現(xiàn)了天王星、海王星等。
哥白尼的“日心說”比托勒密的模型簡潔、和諧，能較好地解釋當(dāng)時(shí)的許多天文現(xiàn)象。
根據(jù)哥白尼的學(xué)說，算出了各顆行星到太陽的距離，首次推算了宇宙大小的尺度。
哥白尼吹響了科學(xué)革命的號角
托勒密
地球
水星
金星
太陽
火星
木星
土星
月球
哥白尼
地球
水星
金星
火星
木星
土星
月球
日心說
地心說
觀察是研究天體運(yùn)動最基本的方法，意大利詩人卡里馬赫曾教導(dǎo)哥白尼說，天文學(xué)家只有兩樣法寶：數(shù)學(xué)和觀察。
根據(jù)對天體位置及運(yùn)動的觀察記錄，天文學(xué)家就可以運(yùn)用數(shù)學(xué)工具構(gòu)筑一個(gè)宇宙模型，“地心說”和“日心說”就是兩種典型的模型。
飛出地球去
地球和其他行星為什么會依依不舍地繞著太陽旋轉(zhuǎn)？
飛出地球去
艾薩克·牛頓（Isaac Newton ，1643-1727）英國著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家
自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。
*萬有引力定律
1687年
太陽引力使行星繞著它旋轉(zhuǎn)
飛出地球去
飛天（古人可貴的幻想）
古代利用火藥發(fā)射的火箭
千百年來，人類就幻想著飛向宇宙，探索其奧秘。
飛出地球去
人們通過不懈的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)厍蛏系奈矬w有很大的速度時(shí)，就能掙脫地球引力的束縛，實(shí)現(xiàn)飛出地球的愿望。
第一宇宙速度v1，也叫做環(huán)繞速度，v1=7.9km/s。
第二宇宙速度v2，也叫做脫離速度，v2=11.2km/s。
第三宇宙速度v3，也叫做逃逸速度，v3=16.7km/s。
飛出地球去
永遠(yuǎn)的腳印（阿波羅登月成功）
我國的“神舟”十五號載人飛船發(fā)射
經(jīng)過一代代人的努力，人類幾千年來飛天的愿望終于變成了現(xiàn)實(shí)。我們已進(jìn)入航天時(shí)代，開始踏上了邁向宇宙深處的征途。
載人航天與太空探索
1961年4月12日，蘇聯(lián)航天員加加林進(jìn)人了東方一號載人飛船。火箭點(diǎn)火起飛，飛船繞地球飛行一圈，歷時(shí)108 min，然后重返大氣層，安全降落在地面，鑄就了人類首次進(jìn)入太空的豐碑。
1969年7月16日9時(shí)32分，運(yùn)載阿波羅11號飛船的土星5號火箭在美國卡納維拉爾角點(diǎn)火升空，拉開人類登月這一偉大歷史事件的帷幕。7月20日下午10時(shí)56分指揮長阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并說出了那句載人史冊的名言:“對個(gè)人來說，這不過是小小的一步，但對人類而言，卻是巨大的飛躍。”
2003年10月15日9時(shí)，我國神舟五號宇宙飛船把中國第一位航天員楊利偉送人太空。飛船繞地球飛行14 圈后安全降落。這標(biāo)志著中國成為世界上能夠獨(dú)立開展載人航天活動的國家。在載人航天方面，繼神舟五號之后，截至2017年底，我國已經(jīng)將11名(14人次)航天員送入太空，包括兩名女航天員。
航天改變?nèi)祟惿?br/>20世紀(jì)人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空這一全新活動領(lǐng)域。人類沖破了大氣層的阻攔，擺脫了地球引力的束縛，實(shí)現(xiàn)了在太空翔翔的夢想。不僅如此，更具現(xiàn)實(shí)意義的是它給人們帶來了先進(jìn)技術(shù)和無盡資源，成為推動社會發(fā)展的強(qiáng)大動力。
衛(wèi)星通信和衛(wèi)星廣播已經(jīng)不是新鮮事，通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)越洋通話、實(shí)時(shí)收看世界各地發(fā)來的電視新聞，已經(jīng)成了人們生活的一部分。
天問一號探測器著陸火星，是我國首次實(shí)現(xiàn)地外行星著陸，邁出了我國星際探測征程的重要一步，實(shí)現(xiàn)了從地月系到行星際的跨越，在火星上首次留下中國人的印跡，使我國成為第二個(gè)成功著陸火星的國家，是我國航天事業(yè)發(fā)展的又一具有里程碑意義的進(jìn)展。
衛(wèi)星通信和衛(wèi)星廣播已經(jīng)不是新鮮事，通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)越洋通話、實(shí)時(shí)收看世界各地發(fā)來的電視新聞，已經(jīng)成了人們生活的一部分。
天氣預(yù)報(bào)的質(zhì)量正在悄悄地提高，準(zhǔn)確率和預(yù)報(bào)時(shí)段都攀上了新的臺階。這里，氣象衛(wèi)星功不可沒。“靜止”在赤道上空的同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，3 顆同步衛(wèi)星就可以形成一條南北緯50°之間的全球觀測帶。再配合幾顆縱穿地球兩極的極軌衛(wèi)星，就能形成全球氣象衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，為天氣預(yù)報(bào)提供全面、及時(shí)的氣象資料、。電視臺天氣預(yù)報(bào)節(jié)目中的衛(wèi)星云圖已使我們充分感受到氣象衛(wèi)星的威力。
衛(wèi)星引起了船舶、飛機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的重大變化。全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)使我們可以更順利地抵達(dá)目的地、。
用衛(wèi)星監(jiān)測厄爾尼諾現(xiàn)象，不同的顏色代表海平面高度與正常水平的差值
大空環(huán)境的另一個(gè)特點(diǎn)是高強(qiáng)度的輻射。由于沒有大氣層的陽情，航天器受到來自太空的各種高能粒子的轟擊。它一方面對字獲有造成威脅，需要防范;另一方面，它可以誘導(dǎo)生物基因的變異《幅射的植物種子就有可能變?yōu)榫哂袃?yōu)良性狀的新品種。我國通過派回式衛(wèi)星搭載稻種培育的高產(chǎn)稻“航育一號”，已經(jīng)大面積推廣*椒新品種“衛(wèi)星 87-2”，平均果重較原種提高 70%。人類已經(jīng)開始享用太空育種的優(yōu)良農(nóng)產(chǎn)品。

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