各种各样的卫星返回西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心酒泉卫星发射基地酒泉卫星发射基地太太原原卫卫星星发发射射中中心心 我我国国具具有有世世界界上上最最先先进进的的航航天天技技术术 神神州州五五号号、六六号号载载人人航航天天的的成成功功离不开万有引力定律。离不开万有引力定律。 现现在在我我们们头头顶顶上上有有很很多多的的人人造造卫卫星星，它们的发射离不开万有引力定律它们的发射离不开万有引力定律。 卫星如何上天？如何到达指定的高度卫星如何上天？如何到达指定的高度或位置？上去后会掉下来吗或位置？上去后会掉下来吗有很多的有很多的问题问题 本节课我们利用本节课我们利用万有引力定律万有引力定律和和圆周运圆周运动动的知识的知识对对宇宙航行宇宙航行作一个初步的了解与作一个初步的了解与研究。研究。探究探究:地面上的物体，怎样才能成为人造卫星呢？地面上的物体，怎样才能成为人造卫星呢？ABCDOV0以平抛运动为模型的以平抛运动为模型的推理过程推理过程300多年前，牛顿提出设想多年前，牛顿提出设想一、人造卫星一、人造卫星二、二、宇宙速度（宇宙速度（1） 讨论讨论1： 质量为质量为 m 的人造卫的人造卫星星，绕质量为，绕质量为 M 的地球的地球作半径为作半径为 r 的匀速圆周运的匀速圆周运动，卫星的线动，卫星的线速度有速度有 V 与轨道半径与轨道半径r之间有何关之间有何关系呢？系呢？mMV=?r分析：分析：万有引力作为向心力万有引力作为向心力:方程：方程：结论：结论：半径越大，环半径越大，环绕速度越小。绕速度越小。二、二、宇宙速度（宇宙速度（2）虽然虽然“R大，大，V小小”，但向高，但向高轨道发射卫星比向低轨道发射轨道发射卫星比向低轨道发射卫星难。卫星难。因为向高轨道发射卫星，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球引力对它的引火箭要克服地球引力对它的引力做的功多。力做的功多。高轨道高轨道低轨道低轨道讨论讨论2：向高轨道向高轨道发射卫星容易还是发射卫星容易还是向低轨道发射卫星向低轨道发射卫星容易？容易？第一宇宙速度第一宇宙速度：v=7.9km/s最小的发射速度最小的发射速度最大的环绕速度最大的环绕速度 近地卫星的环绕速度近地卫星的环绕速度讨论讨论3：在地面附近发射飞行器时如果发射在地面附近发射飞行器时如果发射速度大于速度大于7.9Km/S，或者更大时会对飞行器，或者更大时会对飞行器的运行轨道有何影响？的运行轨道有何影响？讨论讨论4： 这三个这三个“宇宙速度宇宙速度”的的物理意义是什么物理意义是什么？二、二、宇宙速度（宇宙速度（3）7.9km/sV11.2km/sV0BACV1第一宇宙速度：卫星刚好第一宇宙速度：卫星刚好能在地表附近作圆周运动能在地表附近作圆周运动最小发最小发射速度射速度V2 第二宇宙速度：卫星挣脱第二宇宙速度：卫星挣脱地球引力束缚地球引力束缚最小发射速度最小发射速度V3 第三宇宙速度：卫星挣脱第三宇宙速度：卫星挣脱太阳太阳引力束缚引力束缚最小发射速度最小发射速度V1=7.9Km/s第一宇宙速度第一宇宙速度V2 =11.2Km/s第二宇宙速度第二宇宙速度V3 =16.7Km/s第三宇宙速度第三宇宙速度讨论讨论5:什么是地球同步卫星？什么是地球同步卫星？所谓地球同步卫星是指相对于地面静所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期止的人造卫星，它的周期T 讨论讨论6:地球同步卫星地球同步卫星能否位于北京正上方能否位于北京正上方某一确定高度某一确定高度h ？所有的同步卫星只能分布在赤道上方所有的同步卫星只能分布在赤道上方 的的一个确定轨道上一个确定轨道上可见，空间位置也是一种资源。可见，空间位置也是一种资源。人类在浩瀚的宇宙发射了多种多样的人类在浩瀚的宇宙发射了多种多样的人造人造卫星卫星其中有一种很特别的卫星成为地球同步卫其中有一种很特别的卫星成为地球同步卫星（经常用做星（经常用做通讯卫星通讯卫星）。）。三、地球同步卫星三、地球同步卫星同步卫星的特点同步卫星的特点1.在赤道上方在赤道上方2.周期和地球自转周期相同周期和地球自转周期相同3.高度一定高度一定 航天史：航天史：1、1957年年10月月4日世界上日世界上第一颗人造卫星第一颗人造卫星在苏联发射成功。在苏联发射成功。2、1961年年4月月12日苏联空军少校加加林进入了日苏联空军少校加加林进入了东方一号东方一号载人载人飞船。飞船绕地球飞行一圈，历时飞船。飞船绕地球飞行一圈，历时108分，安全降落在地面，分，安全降落在地面，铸就了人类进入太空的丰碑。铸就了人类进入太空的丰碑。3、1969年年7月月16时时32分，分，阿波罗阿波罗11号号飞船在美国卡纳维拉尔飞船在美国卡纳维拉尔角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。角点火升空，拉开人类登月这一伟大历史事件的帷幕。7月月20日日10时时56分，阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并说出那句载分，阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并说出那句载入史册的名言：入史册的名言：“对个人来说，这不过十小小的一步，但对人对个人来说，这不过十小小的一步，但对人类而言，却是巨大的飞跃。类而言，却是巨大的飞跃。”4、1992年中国载人航天工程正式启动。年中国载人航天工程正式启动。2003年年10月月15日日9时，时，我国我国神州五号神州五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国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入太空。飞船绕地球飞行第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于圈后，于10月月16日日6时时23分安全降落在内蒙古主着陆场。分安全降落在内蒙古主着陆场。四、梦想成真四、梦想成真5、2005年年10月月12日日17日，日，神舟六号神舟六号载人飞船经载人飞船经过过115小时小时32分的太空飞行，在完成我们真正意义上分的太空飞行，在完成我们真正意义上有人参与的空间科学实验后返航顺利着陆，航天员有人参与的空间科学实验后返航顺利着陆，航天员费俊龙、聂海胜安全返回。费俊龙、聂海胜安全返回。6、我国探月计划我国探月计划2004年年2007年年为为“绕绕”的阶段，主要目标是发射的阶段，主要目标是发射“嫦娥一号嫦娥一号”探测卫星，对月球进行为期探测卫星，对月球进行为期1年的全球年的全球性、整体性和综合性探测。性、整体性和综合性探测。2007年年2012年年为为“落落”的阶段，主要目标是实的阶段，主要目标是实现月球表面软着陆与月球巡视探测。现月球表面软着陆与月球巡视探测。2012年年2017年年为为“回回”的阶段，主要目标是实现的阶段，主要目标是实现月球表面软着陆并采样返回。月球表面软着陆并采样返回。只有完成了这三个阶段后，中国才有可能考虑和实只有完成了这三个阶段后，中国才有可能考虑和实施载人登月。施载人登月。V0BAC1、人造卫星、人造卫星2、宇宙速度、宇宙速度第一宇宙速度：第一宇宙速度：V1=7.9km/s，卫星卫星刚好能在地表附近作圆周动刚好能在地表附近作圆周动（1、近地卫星的环绕速度；近地卫星的环绕速度；2、卫星的最小、卫星的最小发射速度；发射速度；3、圆轨道的最大环绕速度）、圆轨道的最大环绕速度）第二宇宙速度：第二宇宙速度： V2=11.2km/s,卫星卫星挣脱地球引力束缚挣脱地球引力束缚第三宇宙速度：第三宇宙速度： V3=16.7km/s,卫星卫星挣脱挣脱太阳太阳引力束缚引力束缚 3、地球同步卫星、地球同步卫星小结小结1、若某一人造地球卫星运行时，它的天线若某一人造地球卫星运行时，它的天线断开，断开的天线将如何运动？断开，断开的天线将如何运动？2在绕地球做匀速圆周运动的太空实验在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内，下列仪器中不能正常使用的是室内，下列仪器中不能正常使用的是A弹簧秤弹簧秤B天平天平C酒精温度计酒精温度计D秒表秒表小试牛刀：小试牛刀：v3同同步步卫卫星星是是指指相相对对于于地地面面不不动动的的人人造造地地球球卫星，关于同步卫星的说法中正确的是卫星，关于同步卫星的说法中正确的是vA它它可可以以在在地地面面上上任任一一点点的的正正上上方方，且且离离地地心的距离可按需要选择不同值心的距离可按需要选择不同值vB它它可可以以在在地地面面上上任任一一点点的的正正上上方方，但但离离地地距离是一定的距离是一定的vC它它只只能能在在赤赤道道的的正正上上方方，但但离离地地心心的的距距离离可按需要选择不同值可按需要选择不同值vD它只能在赤道的正上方，且离地心的距离它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的是一定的布置作业：活动与探究：活动与探究：请你收集有关资料，写一篇科学请你收集有关资料，写一篇科学报告，参考题材如下（也可自己另选题材）。报告，参考题材如下（也可自己另选题材）。（1）我国的航天发展史）我国的航天发展史（2）世界航天事业的新进展）世界航天事业的新进展（3）宇航员的生活）宇航员的生活