物理2-65宇宙航行

古人的夢(mèng)想嫦娥奔月人類(lèi)航天始祖----萬(wàn)戶人類(lèi)航天的始祖是我國(guó)明朝的萬(wàn)戶。在15世紀(jì)的我國(guó)明朝早期，一位名叫“萬(wàn)戶”的官員，在一把椅子的背后裝上47支火箭。當(dāng)然，那是當(dāng)時(shí)能買(mǎi)到的最大的火箭。他自己坐在椅子上，并用繩子綁緊。兩手則各拿一個(gè)大風(fēng)箏。然后他要仆人將47支火箭同時(shí)點(diǎn)燃，想借用火箭的力量把他推向空中。這是美國(guó)人羅伯特·吉姆在1945年出版的《火箭與噴射》一書(shū)中的敘述。英國(guó)、德國(guó)和前蘇聯(lián)的一些火箭專家，在他們的著作中也提到或引用了這件事。可見(jiàn)，萬(wàn)戶是世界上公認(rèn)的“第一個(gè)嘗試?yán)没鸺M(jìn)行飛行的人”。為表彰他的功績(jī)，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)將月球上的一座環(huán)形山命名為“萬(wàn)戶”。牛頓的設(shè)想

牛頓就曾設(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(diǎn)一次比一次遠(yuǎn),如不計(jì)空氣的阻力,當(dāng)速度足夠大時(shí),物體就永遠(yuǎn)不會(huì)落到地面上來(lái),而圍繞地球旋轉(zhuǎn),成為一顆人造地球衛(wèi)星了.這個(gè)速度應(yīng)該有多大呢？牛頓設(shè)想的人造衛(wèi)星原理圖一、宇宙速度624111037.61098.5

1067.6×××=-×m/s一、宇宙速度1、第一宇宙速度建立模型：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本思路1：萬(wàn)有引力提供向心力GMvR==7900m/s=7.9km/s地面附近一、宇宙速度1、第一宇宙速度v=7.9km/s

物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，叫第一宇宙速度，也叫環(huán)繞速度。一、宇宙速度1、第一宇宙速度建立模型：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本思路2：重力提供向心力適用于計(jì)算任一天體的第一宇宙速度

人造衛(wèi)星在地面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的周期最小周期一、宇宙速度1、第一宇宙速度=842.6minRTvπ=如果速度繼續(xù)增加，等于或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆人造行星我們把11.2km/s叫做第二宇宙速度(脫離速度)3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7千米/秒（衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)束縛的最小發(fā)射速度）1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v=7.9千米/秒（地球衛(wèi)星最大的繞行速度，地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度）2、第二宇宙速度（脫離速度）：v=11.2千米/秒（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）或一、宇宙速度二、人造地球衛(wèi)星1、基本思路：建立模型：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力（重力）提供向心力2、衛(wèi)星運(yùn)行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系：（r越大，T越大）（r越大，v越小）（r越大，ω越小）（R為地球的半徑，h為衛(wèi)星距地面的高度）二、人造地球衛(wèi)星地球動(dòng)畫(huà)演示第5節(jié)宇宙航行“高軌低速長(zhǎng)周期”練習(xí)1、人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速率（）A、一定等于7.9km/sB、等于或小于7.9km/sC、一定大于7.9km/sD、介于7.9km/s~11.2km/s之間B2.把衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)看做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則離地球越遠(yuǎn)的衛(wèi)星()A.周期越小B.線速度越小

C.角速度越小D.加速度越小2、發(fā)射一顆繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,如果它的軌道半徑是地球4倍,它的軌道速度是第一宇宙速度的多少倍？解:萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力根據(jù)牛頓第二定律有整理得設(shè)第一宇宙速度為,衛(wèi)星的軌道速度為

3、地球同步衛(wèi)星：相對(duì)于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星。所有同步衛(wèi)星都具有如下特點(diǎn)：1.只能分布在一個(gè)確定的赤道軌道上。2.周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同:T＝24h。角速度ω與地球的自轉(zhuǎn)角速度相同。離地面高度:h=36000km。

線速度:v=3.1km/s。同步衛(wèi)星——與地球相對(duì)靜止的人造衛(wèi)星人類(lèi)航天始祖----萬(wàn)戶人類(lèi)航天的始祖是我國(guó)明朝的萬(wàn)戶。在15世紀(jì)的我國(guó)明朝早期，一位名叫“萬(wàn)戶”的官員，在一把椅子的背后裝上47支火箭。當(dāng)然，那是當(dāng)時(shí)能買(mǎi)到的最大的火箭。他自己坐在椅子上，并用繩子綁緊。兩手則各拿一個(gè)大風(fēng)箏。然后他要仆人將47支火箭同時(shí)點(diǎn)燃，想借用火箭的力量把他推向空中。這是美國(guó)人羅伯特·吉姆在1945年出版的《火箭與噴射》一書(shū)中的敘述。英國(guó)、德國(guó)和前蘇聯(lián)的一些火箭專家，在他們的著作中也提到或引用了這件事。可見(jiàn)，萬(wàn)戶是世界上公認(rèn)的“第一個(gè)嘗試?yán)没鸺M(jìn)行飛行的人”。為表彰他的功績(jī)，國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)將月球上的一座環(huán)形山命名為“萬(wàn)戶”。五、夢(mèng)想成真航天科學(xué)的三位先驅(qū)

齊奧爾科夫斯基

于1903年發(fā)表了《利用噴氣工具研究宇宙空間》一文和以他的名字命名的公式，奠定了火箭和液體發(fā)動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)還證明了脫離地球引力必須使用多級(jí)火箭。

航天科學(xué)的三位先驅(qū)戈達(dá)德1926年他研制出世界上第一枚液體火箭

航天科學(xué)的三位先驅(qū)

馮·布勞恩

第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，納粹德國(guó)在波羅的海邊的佩內(nèi)明德建了一個(gè)秘密導(dǎo)彈工廠。馮·布勞恩帶領(lǐng)一批科學(xué)家在那里研制出現(xiàn)代導(dǎo)彈的鼻祖V-2。V-2導(dǎo)彈在二戰(zhàn)中被成批生產(chǎn)并用于實(shí)戰(zhàn)，主要用來(lái)轟炸倫敦。人類(lèi)遨游太空回顧

尤里·加加林

1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林乘坐東方1號(hào)航天器，繞地球飛行108分鐘后，勝利地完成人類(lèi)歷史上第一次宇宙飛行的任務(wù)，使人類(lèi)遨游太空的夢(mèng)想終于變成現(xiàn)實(shí)。人類(lèi)遨游太空回顧尼爾·阿姆斯特朗巴茲·奧爾德林1969年7月20日，美國(guó)宇航員巴茲·奧爾德林（如圖）和尼爾·阿姆斯特朗（頭盔中影像）乘“阿波羅”11號(hào)飛船首次登上月球。人類(lèi)遨游太空回顧楊利偉2003年10月15日，中國(guó)自行研制的“神舟”五號(hào)載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，中國(guó)首位航天員楊利偉被順利送上太空。

一個(gè)人最完美和最強(qiáng)烈的情感來(lái)自面對(duì)不解之謎！-----愛(ài)因斯坦中國(guó)航天事業(yè)1992年載人航天工程正式啟動(dòng)2003年10月15日9時(shí)，神州5號(hào)宇宙飛船在酒泉衛(wèi)星中心成功發(fā)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(shí)23分降落在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)中國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立開(kāi)展載人航天活動(dòng)的國(guó)家神舟六號(hào)發(fā)射升空費(fèi)俊龍聶海勝神舟七號(hào)出艙神七英雄1、發(fā)射和回收階段發(fā)射加速上升超重回收減速下降超重2、沿圓軌道正常運(yùn)行只受重力a=g完全失重與重力有關(guān)的現(xiàn)象全部消失天平彈簧秤測(cè)重力液體壓強(qiáng)計(jì)人造衛(wèi)星的超重和失重西昌衛(wèi)星發(fā)射中心

酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地

太原衛(wèi)星發(fā)射中心

1.為了同步衛(wèi)星之間不互相干擾，大約3°左右才能放置1顆，這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆。可見(jiàn)，空間位置也是一種資源。2.同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實(shí)現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)星即可。7.9km/s

11.2km/s16.7km/s第一宇宙速度