這是高中物理人教版（2019）必修第二冊(cè)4空間導(dǎo)航一等獎(jiǎng)ppt課件。 文件包含74個(gè)航天導(dǎo)航課件pptx、74個(gè)航天導(dǎo)航練習(xí)題及答案docx、74個(gè)航天導(dǎo)航教案docx，以及高燃重溫55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射時(shí)刻的全過程——超高清、微視頻中國(guó)航天全記錄-超高清等5個(gè)課件配套教學(xué)資源，其中PPT共30頁。 歡迎您下載使用。
1.了解三種宇宙速度的含義和數(shù)值，并能夠計(jì)算第一宇宙速度。 （要點(diǎn)） 2、掌握人造衛(wèi)星線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。 （要點(diǎn)） 3 了解近地衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星的區(qū)別。 （難點(diǎn)） 4、掌握衛(wèi)星軌道變化問題。 （困難）
1、登月過程中需要解決哪些問題？
（1）如何讓嫦娥五號(hào)飛出地球？
（2）嫦娥五號(hào)如何飛向月球？
(3)如何讓宇宙飛船飛入宇宙？
2. (1) 取一支粉筆，水平扔出。 粉筆有什么作用？
(2)相同高度，投擲時(shí)的速度較大。 和第一次扔有什么區(qū)別？
（3）能否繼續(xù)移動(dòng)而不摔倒？ 為什么會(huì)這樣呢？
不，因?yàn)榉酃P會(huì)因重力而向下移動(dòng)。
如圖所示，在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，牛頓設(shè)想：從高山上水平拋出一個(gè)物體，每次的速度會(huì)更大，落地點(diǎn)也會(huì)越來越遠(yuǎn)； 拋擲速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，成為人造地球衛(wèi)星。 你知道這個(gè)速度有多快嗎？
想一想：這個(gè)物體應(yīng)該以什么速度拋出，才能使其繞地球表面運(yùn)動(dòng)而不掉落下來？ （已知G=6.67×10-11Nm2/kg2，地球質(zhì)量M=6×，地球半徑R=，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）
這就是物體繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，稱為第一宇宙速度（軌道速度）。
1 第一宇宙速度的分析與計(jì)算
(1)軌道法：萬有引力為物體做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力。
想一想：這個(gè)物體應(yīng)該以什么速度拋出，才能使其繞地球表面運(yùn)動(dòng)而不掉落下來？ （已知G=6.67×10-11Nm2/kg2宇宙航行ppt，地球質(zhì)量M=6×，地球半徑R=，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）
(2)拱橋法：當(dāng)支撐力為0時(shí)，重力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。
(2) 是航天器成為衛(wèi)星的最低發(fā)射速度
2. 是衛(wèi)星的最大繞軌速度
(1)第一宇宙速度大小：v=7.9×103km/s；
發(fā)射衛(wèi)星的軌道越高，需要克服的重力障礙就越多，因此發(fā)射速度需要提高。 因此，第一宇宙速度也是航天器成為衛(wèi)星的最低發(fā)射速度。
因此第一宇宙速度也是衛(wèi)星的最大軌道速度。
理論研究指出，當(dāng)飛機(jī)在近地面發(fā)射時(shí)，如果速度大于7.9公里/秒且小于11.2公里/秒，其繞地球運(yùn)行的軌跡將不是圓形，而是橢圓形。 當(dāng)飛行器的速度等于或大于11.2公里/秒時(shí)，它將克服地球引力，永遠(yuǎn)離開地球。 我們稱11.2公里/秒為第二宇宙速度（逃逸速度）。
達(dá)到第二宇宙速度的飛行器無法逃脫太陽的引力。 如果飛行器在近地面發(fā)射，想要脫離太陽引力飛向太陽系之外，其速度必須等于或大于16.7公里/秒。 這個(gè)速度被稱為第三宇宙速度（逃逸速度）。
注：當(dāng)?shù)孛姘l(fā)射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌跡不是圓形，而是橢圓形； 當(dāng)?shù)扔诨虼笥?1.2km/s時(shí)，衛(wèi)星將永遠(yuǎn)脫離地球引力。 離開地球。
自發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，人類已發(fā)射了數(shù)千顆人造地球衛(wèi)星。 目前，有數(shù)千顆衛(wèi)星在軌道上有效運(yùn)行。 其中，通信、導(dǎo)航、氣象等衛(wèi)星極大地改變了人類的生活。
（一）人造地球衛(wèi)星的軌道特征 1、繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓形軌道。 (1)當(dāng)衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行時(shí)，地球中心是橢圓的焦點(diǎn)，衛(wèi)星的周期與其半長(zhǎng)軸的關(guān)系遵循開普勒第三定律。 (2)當(dāng)衛(wèi)星繞地球作圓形軌道運(yùn)行時(shí)，由于地球?qū)πl(wèi)星的引力為衛(wèi)星繞地球運(yùn)行提供了向心力，且該引力指向地球的中心，地球的中心一定是衛(wèi)星圓形軌道的中心。 (3)衛(wèi)星的軌道面可以在赤道面內(nèi)(如地球同步衛(wèi)星)，也可以越過兩極(極軌道)，也可以與赤道面成任意角度，如圖的數(shù)字。
3.人造地球衛(wèi)星的分類
（一）近地衛(wèi)星：是指軌道半徑約等于地球半徑，即靠近地球表面的衛(wèi)星。
（二）靜止衛(wèi)星“六個(gè)確定”
①軌道面固定：赤道面
②周期和角速度恒定：T=24h
⑤運(yùn)行方向確定：自西向東
③軌道半徑一定：r=6.6R
④速度恒定：v=3.08km/s
(3)同步衛(wèi)星的用途：主要用于通信，故又稱通信衛(wèi)星。 三顆同步衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。 為了防止同步衛(wèi)星相互干擾，可在3°左右放置一顆同步衛(wèi)星。 也就是說，地球上空只能放置120顆同步衛(wèi)星。 截至2012年，已推出100多個(gè)。
3、載人航天與太空探索
1961年4月12日，蘇聯(lián)宇航員加加林成為第一個(gè)進(jìn)入太空的人類。
1969年阿波羅登月期間，阿姆斯特朗有句名言：“對(duì)于個(gè)人來說，這只是一小步，但對(duì)于人類來說，這是一個(gè)巨大的飛躍。”
重溫55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射時(shí)刻
第一宇宙速度（軌道速度）
第二宇宙速度（逃逸速度）
第三宇宙速度（脫離速度）
v2=11.2公里/秒
v3=16.7公里/秒
近地衛(wèi)星、極地衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星
1、若地球第一宇宙速度為8公里/秒，一顆行星的質(zhì)量為地球的6倍，半徑為地球的1.5倍，則該行星的第一宇宙速度約為( )A.16 公里/秒 B .32 公里/秒 C.4 公里/秒 D.2 公里/秒
2、如圖所示，同一軌道平面上有三顆人造地球衛(wèi)星。 下列說法正確的是：()A.線速度vA＜vB＜vCB。 根據(jù)萬有引力定律可知，F(xiàn)A＞FB＞FCC。 角速度ωA＞ωB＞ωCD。 向心加速度aA<aB<aC
3、假設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，萬有引力常數(shù)為G，同步衛(wèi)星距地心高度為r，表面重力加速度為g，則同步衛(wèi)星速度v的表達(dá)式是正確的。 是( )A． B． 光盤
4、如圖所示，天宮二號(hào)在橢圓軌道I的遠(yuǎn)地點(diǎn)開始變軌，變軌后在圓形軌道II上運(yùn)行。 A點(diǎn)高度距地面約380km宇宙航行ppt，地球同步衛(wèi)星距地面高度約。 若天宮二號(hào)變軌前后質(zhì)量不變，則下列說法正確的是（ ） A、天宮二號(hào)在 I 軌道運(yùn)行并經(jīng)過近地點(diǎn) B 時(shí)，速度最小 B、機(jī)械能天宮二號(hào)在軌道I上的機(jī)械能小于軌道II C上的機(jī)械能。天宮二號(hào)在軌道II上運(yùn)行的周期必須大于24hD。天宮二號(hào)在軌道I上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度必須小于通過軌道IIA上A點(diǎn)時(shí)的加速度。