嫦娥奔月
外国人的 “飞天”梦
前置学习：
1.万有引力定律的表达式？
2.行星运动向心力的来源？
3.小球从同一高度做平抛运动，随初速度的增大，轨 迹将如何变化？
抛出的石头会落地，为什么月亮没有落下来?月亮没有落下来必须具备什么条件？
问题一：
方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
方法二：在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力
以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动不落下？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km)
若（已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）
探究问题一：
一　宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）
v1=7.9km/s．
说明：
　（１）如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；
（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；
( 3 ）大于7.9km/s小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心即椭圆轨道的一个焦点．
２、第二宇宙速度（脱离速度）
这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．
如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．
v2=11.2 km/s
3、第三宇宙速度（逃逸速度）
这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．
如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了．
v3=16.7 km/s
探究问题二：
（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？
提示：卫星作圆周运动的向心力 必须指向地心
二、人造卫星
按运行轨道卫星的分类
㈠ 近地卫星
轨道半径即地球半径
㈡ 极地卫星
轨道面与赤道面垂直
㈢ 地球同步卫星卫星(通讯卫星)
T = _______
24h
①轨道平面___________
赤道平面
②周期T一定：相对于赤道上某点静止
③ h =_________
36000km
④ R、v、ω、T、an _______________
“全部固定”
（如何求？）
同步卫星的必须在赤道上空
课堂练习：
已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球的质量5.89×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 ，若要发射一颗地球同步卫星，试求：
（1）地球同步卫星的离地面高度h
（2）地球同步卫星的环绕速度v
结论： 地球同步卫星必须发射在赤道正上方的固定高度，并且以固定的速度环绕地球做圆周运动。
——虽然“R大，V小”，但这里V
指绕行速度，而非发射速度。
——因为向轨道发射卫星，火箭
要克服地球引力对它做的功。
轨道越高，要克服引力
做功也多，发射速度越大。
第一宇宙速度是最小的发射速度,也是最大的环绕速度
结论:
★发射速度与绕行速度
思考：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，向心力越
（2）离地面越高，线速度越
（3）离地面越高，周期越
（4）离地面越高，角速度越
（5）离地面越高，向心加速度越
小
大
小
小
小
人造卫星在地球表面做圆周运动的周期
=84.6min
最小周期
或：
能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？
课堂练习:
1957年10月，原苏联发射第一颗人造地球卫星
卫星重83.6kg，每96min绕地球飞行一圈
世界航天
三、梦想成真
几年之后，1961年4月12日苏联空军少校加加林进入了东方一号载人飞船。实现了人类第一次进入太空。他的非凡勇气，鼓舞了更多人为航天事业奋斗。
火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈，历时108分，然后重返大气层，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。
世界航天
1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。当时，上亿人通过电视注视着走出登月舱的阿姆斯特朗，他在月球上迈出了一小步，确是人类迈出的一大步。
世界航天
航天飞机资料：可重复使用的用运载火箭发射的飞行器，用于进入地球轨道，在地球与轨道航天器之间运送人员和物资，并滑翔降落于地面。
1984年4月12日，第一架航天飞机哥伦比亚号发射成功。
世界航天
2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在重返地面的过程中突然发生解体燃烧，航天飞机上的七名宇航员，包括六名美国人及一名以色列人全部遇难。
无数探索者用自己的汗水和生命铺设了人类通往宇宙的道路
世界航天
“哈勃”太空望远镜
哈勃望远镜长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元，于1990年4月25日由美国航天飞机送上高590千米的太空轨道。
哈勃望远镜是有史以来最大、最精确的天文望远镜。它上面的广角行星相机可拍摄到几十到上百个恒星照片，其清晰度是地面天文望远镜的10倍以上，其观测能力等于从华盛顿看到1.6万千米外悉尼的一只萤火虫。
世界航天
1975年，返回式遥感卫星，中国第一颗返回式卫星，用于对地观测，运行三天后按计划返回地面；中国是第三个掌握卫星回收技术的国家。
1970年， “东方红”1号，中国第一颗人造卫星。中国是第五个能自行发射卫星的国家。
中国航天
中国首颗气象卫星；中国是第三个独立研制并发射太阳同步轨道卫星的国家。
中国航天
1984年，试验通信卫星：“东方红”2号，标志着中国是世界上第5个能发射地球静止轨道卫星的国家。
中国航天
飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场．这次成功发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础．
中国航天
1992年，中国载人航天工程正式启动．
2003年10月15日9时，我国“神舟”五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送人太空．
伴随着“神舟’五号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程．
中国航天
中国航天
世界航天
尽管人类已经跨入太空，登上月球，但是，相对于宇宙之宏大，地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃；相对于宇宙之久长，人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕……
宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔。宇宙有没有边界？有没有起始和终结？地外文明在哪里？ ……
爱因斯坦曾经说过：“一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之谜”。
你想加入破解它的行列吗？
1、宇宙速度
7.9km/s 11.2km/s 16.7km/s
第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上运行的最大速度
2、人造地球卫星
4 、同步卫星
定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定。T=24h h=36000km v=3.1km/s
3 、梦想成真
（1）世界的成就
（2）中国的成就
小结
卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供:
作业
第1题，第2题，第3题