7.4宇宙航行1.知道宇宙三大速度，能會推導第一宇宙速度。2.知道同步衛星和其他衛星的區別，能分析、解決人造地球衛星運動的較簡單的問題。3.了解宇宙航行的歷程和進展。

實際上，早在1687年出版的《自然哲學的數學原理》中，牛頓就設想：把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次遠；拋出速度足夠大時，物體就不會落回地面，成為人造地球衛星。Av你知道這個速度有多大嗎？一、宇宙速度算一算：以多大的速度拋出物體，它才會繞地球表面運動，不會落下來？（忽略太陽對物體的引力。已知G=6.67×10-11Nm2/kg2，地球質量M=6×1024kg，地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）這就是物體在地球附近繞地球做勻速圓周運動的速度，叫作第一宇宙速度（環繞速度）。1.第一宇宙速度

物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動時，可近似認為向心力是由重力提供的，有：

發射衛星的軌道越高，需要克服萬有引力的阻礙作用越多，所以發射速度需要增加。（1）第一宇宙速度是航天器成為衛星的最小發射速度（2）第一宇宙速度是衛星的最大環繞速度思考與討論：

若衛星的發射速度大于7.9km/s，會出現什么情況？7.9km/s7.9km/s<v

<11.2km/s橢圓圓當飛行器的發射速度等于或大于11.2km/s時，它就會克服地球的引力，永遠離開地球。若衛星的發射速度大于7.9km/s，繞地球運動的軌跡不再是圓，而是橢圓，發射速度越大，橢圓軌道越“扁”。（2）意義：使衛星掙脫地球的束縛，成為繞太陽運行的人造行星的最小發射速度，也稱為脫離速度。2.第二宇宙速度（1）當飛行器的速度等于或大于11.2km/s時，它就會克服地球的引力，永遠離開地球。我們把11.2km/s叫作第二宇宙速度。v=11.2km/s注意：達到第二宇宙速度的飛行器還無法脫離太陽對它的引力。7.9km/s7.9km/s<v

<11.2km/s橢圓圓11.2km/s16.7km/s3.第三宇宙速度

v=16.7km/s（1）當物體的速度等于或大于16.7km/s時，物體可以掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間。16.7km/s叫做第三宇宙速度。（2）意義：使衛星掙脫太陽引力束縛的最小發射速度，也稱為逃逸速度。二、人造地球衛星1.第一顆人造地球衛星的發射牛頓雖然早就預言了人造地球衛星，但因發射需達到很大的速度，所以直到多級火箭的研制成功，才為人造地球衛星的發射創造了條件。1957年10月，蘇聯發射第一顆人造地球衛星。開創了人類航天時代的新紀元。2.人造地球衛星的軌道（1）軌道分類①赤道軌道：衛星軌道在赤道所在平面上，衛星始終處于赤道上方；②極地軌道：衛星軌道平面與赤道平面垂直，衛星經過兩極上空；③一般軌道：衛星軌道和赤道成一定角度。（2）萬有引力提供衛星繞行所需的向心力，所有軌道圓

心必與地心重合；（3）衛星繞地球沿橢圓軌道運動時，地球為橢圓的一個焦

點，衛星的周期和半長軸的關系遵循開普勒第三定律。3.人造地球衛星的基本參數規律

衛星軌道可視為圓形高軌低速大周期4.三種地球衛星（1）近地衛星近地衛星是指軌道在地球表面附近的衛星，通常高度在500km以下，計算時軌道半徑可近似取地球半徑。（2）極地衛星（3）地球同步衛星，即通訊衛星：相對于地面靜止、且和地球具有相同周期的衛星。地球同步衛星的“六定”參數運行方向周期軌道高度速度加速度特點與地球自轉相同赤道的正上方計算或圖示與地球自轉周期相同三、載人航天與太空探索

1961年4月12日，蘇聯航天員加加林進入了東方一號載人飛船?；鸺c火起飛，飛船繞地球飛行一圈，歷時108min，然后重返大氣層，安全降落在地面，鑄就了人類首次進入太空的豐碑。

1969年7月16日9時32分，運載阿波羅11號飛船的土星5號火箭在美國卡納維拉爾角點火升空，拉開人類登月這一偉大歷史事件的帷幕。7月20日下午10時56分，指揮長阿姆斯特朗小心翼翼地踏上月面，并說出了那句載入史冊的名言：“對個人來說，這不過是小小的一步，但對人類而言，卻是巨大的飛躍?！?003年10月15日9時，我國神舟五號宇宙飛船把中國第一位航天員楊利偉送入太空。飛船繞地球飛行14圈后安全降落。這標志著中國成為世界上能夠獨立開展載人航天活動的國家。在載人航天方面，繼神舟五號之后，截至2017年底，我國已經將11名(14人次)航天員送入太空，包括兩名女航天員。除了載人航天工程，我國還在許多方面進行著太空探索。自2013年6月起，神舟飛船先后與天宮一號目標飛行器、天宮二號空間實驗室成功完成交會對接試驗。2021年4月29日，具備長期自主飛行能力的天和核心艙成功發射。2022年12月2日，中國航天員乘組完成首次在軌交接，中國空間站正式開啟長期有人駐留模式。中國空間站作為中國人的太空家園，在為人類的太空探索和空間技術進步貢獻著中國力量。在我國的探月工程與深空探測任務中，嫦娥四號于2019年1月3日實現了人類航天器首次月球背面軟著陸與巡視探測。嫦娥五號于2020年12月1日著陸于月球的天船基地，共獲取月球樣品1731g，成為人類歷史上無人自動采集月球樣品最多的一次。2021年5月15日，天問一號探測器著陸火星，祝融號火星車隨后開展了探測火星巡視區形貌和地質構造等任務，并傳回科學影像圖，這標志著我國首次火星探測任務取得圓滿成功。1.若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星質量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度約為(

) A.16km/s B.32km/s C.4km/s D.2km/sA

BC3.如圖所示，是同一軌道平面內的三顆人造地球衛星，下列說法正確的是()A.線速度vA＜vB＜vCB.根據萬有引力定律，可知FA＞FB＞FCC.角速度ωA＞ωB＞ωCD.向心加速度