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课件网) 7.4 宇宙航行 1.知道宇宙三大速度，并能会推导第一宇宙速度。 2.知道同步卫星和其他卫星的区别，能分析、解决人造地球卫星运动的较简单的问题。 3.了解宇宙航行的历程和进展。 前面咱们学抛运动，也就是说在地面上抛出一个物体，水平初速度越大，抛出的水平距离也就越远。如果水平速度足够大的话，物体呢就不会落回地面。 牛顿猜想，抛出速度很大时，物体就不会落回地面，这个速度有多大呢？ 一、宇宙速度 1.第一宇宙速度 （1）推导 简单认为卫星在地球表面附近（R=r）绕地球做匀速圆周运动： 方法一：飞行器运动所需的向心力是由地球对它的万有引力提供，即 方法二：黄金代换法 m v r （2）数值 已知地球质量或重力加速度g，算出v＝_____，这就是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 7.9km/s （3）物理意义 ①第一宇宙速度是使人造卫星能绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度； ②第一宇宙速度也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动时的最大运行速度（ ）；也就是紧贴地面的运行速度。 （4）别称：环绕速度 2.第二宇宙速度 理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于 7.9 km/s，又小于 11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。 （1）大小：v2＝11.2 km/s （2）物理意义： 卫星逃离地球引力的束缚，成为绕太阳运动 的人造行星或飞到其他行星上去所必需的最小发射速度。 （3）别称：逃逸速度 2.第二宇宙速度 3.第三宇宙速度 达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于 16.7 km/s， 这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。 （1）大小：v3＝16.7 km/s （2）物理意义： 卫星脱离太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度。 （3）别称：脱离速度 3.第三宇宙速度 三个宇宙速度的对比 数值 意义 第一宇宙速度 7.9km/s (1)卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度(2)人造卫星的最小地面发射速度 第二宇宙速度 11.2km/s 使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度 第三宇宙速度 16.7km/s 使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度 1.人造地球卫星轨道的分类 二、人造卫星 （1）赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面上，卫星始终处于赤道上方。 （2）极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空。 （3）一般轨道：卫星轨道和赤道成一定的角度。 （4）近地轨道：卫星轨道在地球表面附近。 2.人造卫星的轨道： （1）卫星绕地球运行的轨道可以是椭圆，也可以是圆轨道； （2）卫星绕地球做椭圆轨道运动时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和长半轴满足开普勒第三定律； （3）卫星绕地球做圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，地心必然是卫星运行轨道的圆心。 ★“高轨低速长周期” 3.人造地球卫星的运行规律 a b c GM r2 = GM 4π2r3 4.人造地球卫星的分类 （1）近地卫星： 指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。 （2）同步卫星的“六个一定” ①轨道平面一定：赤道平面 ②周期与角速度一定：T=24h ⑤运转方向一定:自西向东 ③轨道半径一定: r=6.6R ④速度大小一定: v=3.08km/s ⑥向心加速度的大小一定: 三、载人航天与太空探索 1961 年 4 月 12 日，苏联航天员加加林进入了东方一号载人飞船。实现了人类进入太空的梦想。 1969 年 7 月 16 日 9 时 32 分，运载阿波罗 11 号飞船的土星 5 号火箭在美国卡纳 ... ...
