5.4飞出地球去-第一课时.ppt

* * * * * * * * 第五章 万有引力与航天 5.3 飞出地球去 月球 地球 为什么苹果会掉到地上，而不是飞到天上呢？ 月球也受到地球的吸引力，为什么月球没有掉下来？ 思考：怎样让苹果也像月球一样绕着地球运动呢？ 牛顿的设想 自主探究1 第一宇宙速度——环绕地球 地球 思考1：卫星绕地球运动需要满足什么条件？ （万有引力充当向心力） （1）人造卫星绕地球做圆周运动的速度与轨道半径有关； （2）轨道半径越大，运行速度越小。 结合课本P96 “第一宇宙速度”，回答下列问题： 结论1： （1）卫星绕地球运行的速度与卫星的轨道半径是否有关？ （2）如果有，有什么关系？ 自主探究1 第一宇宙速度——环绕地球 地球 思考2：地面附近飞行的卫星运行速度为多大？ 第一宇宙速度：人造地球卫星在地面附近做匀速圆周运动的速度，又叫地面的环绕速度。 说明： （１）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回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； 案例 一颗卫星在离地面高度等于地球半径的轨道上运转，计算其环绕速度和周期。（引力常量用G，地球质量用M，地球半径用R） 自主探究2 第二宇宙速度——飞出地球 阅读课本P97 “第二宇宙速度”，回答下列问题： 思考：航天器具有了第一宇宙速度，可以围绕地球运动，但不能脱离脱离地球引力的束缚，去拜访其他的星球。那么航天器怎样才能飞出地球实现星际旅行呢？ （1）什么是第二宇宙速度？其值是多少？ （2）当航天器在地面附近的轨道速度（即发射速度）介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间时，其运动情况如何？ （3）当航天器的速度达到第二宇宙速度时，其运动情况又如何？ （2）当航天器的发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s时，其仍然绕地球运动，但轨道不再是圆，而是椭圆。速度越大，椭圆轨道越“扁”； （3）当航天器的发射速度达到11.2km/s ，就能脱离地球引力的束缚，绕太阳运动，成为和地球平等的“人造行星”。 说明： （1）第二宇宙速度：航天器脱离地面的速度，又叫脱离速度。 其值为11.2km/s 自主探究3 第三宇宙速度——飞出太阳系 阅读课本P98 “第三宇宙速度”第一段，回答下列问题： 思考：航天器具有了第二宇宙速度，可以围绕太阳运动，但不能脱离脱离太阳引力的束缚，进入到茫茫太空深处。那么航天器怎样才能飞出太阳系进入到太空深处呢？ （1）什么是第三宇宙速度？其值是多少？ （2）当航天器在地面附近的轨道速度（即发射速度）介于第儿宇宙速度和第三宇宙速度之间时，其运动情况如何？ （3）当航天器的速度达到第三宇宙速度时，其运动情况又如何？ （2）当航天器的发射速度大于11.2km/s，小于16.7km/s时，其仍然绕太阳运动。速度越大，椭圆轨道越“扁”； （3）当航天器的发射速度达到16.7km/s ，就能脱离太阳引力的束缚，进入到太空深处，成为和太阳平等的“人造恒星”。 说明： （1）第三宇宙速度：航天器脱离太阳引力的速度，又叫地面附近的逃逸速度。 其值为16.7km/s 画一画 画出以不同发射速度发射的航天器运行的轨道。 自主探究4 多级火箭 阅读课本P98 “第三宇宙速度”第二段，回答下列问题： 思考：目前最快的超音速飞机的速度也只有1km/s左右，而发射人造卫星和航天飞船需要的速度远大于此，如何才能获得这么大的速度呢？ （1）怎样使航天器获得所需发射速度？ （2）哪位科学家在什么时间提多多级火箭的设想？ （3）用多级火箭怎样发射航天器？ （4）目前世界上发射航天器的火箭有哪些？ 齐奥尔科夫斯基（1857-1935） 齐奥尔科夫斯基是现代宇宙航行学的奠基人。他最先论证了利用火箭进行星际交通、制造人造地球卫星和近地轨道站的可能性，指出发展宇航和制造火箭的合理途径，找到了火箭和液体发动机结构的一系列重要工程技术解决方案。 他有一句名言：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。” 自主探究5 航天技术的成就 阅读课本P99 为了和平与进步，了解人类在航天技术上的成就。 斯普特尼克一号是人类第一颗人造卫星，由前苏联火箭专家科罗廖夫利用导弹改制而成，为铝制球体，直径58厘米，重83.6千克，球体，有4根鞭状天线，内装有科学仪器。1957年10月4日前苏联在拜科努尔航天中心发射升空，升空后发射了3个星期信号，在轨道中度过3个多月，围绕地球转了1400多圈，最后坠入大气层消失。斯普特尼克一号是航天启蒙时代的产物，是冷战时期太空竞争的标志。 人类第一颗人造卫星 ——“斯普特尼克”一号 自主探究5 航天技术的成就 阅读课