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课件网) 人类的飞天梦想 嫦娥奔月 探究:地面上的物体，怎样才能离开地球呢？ A B C D O V0 以平抛运动为模型的 推理过程 在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想抛出速度很大时，物体就不会落回地面。 牛顿的设想过程 思考：以多大的速度将物体抛出，它才会绕地球表面运动，不会落下来呢？ 提示：物体将做什么运动？ 若知道地球的质量M=5.98×1024kg ,半径R=6400km,引力常量G=6.67×1011N·m2/kg-2,如何求物体绕地球表面做匀速圆周运动的速度？ 万有引力提供物体作圆周运动的向心力 若地球质量未知，而知道地球表面的重力加速度 g=9.8m/s2， 地球半径R=6400km,能否求出这一速度？ 在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力 1、第一宇宙速度 一、宇宙速度 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速 度，叫做第一宇宙速度。 环绕速度 牛顿的设想过程 小结：第一宇宙速度（ v=7.9km/s ）是能成功发射卫星的最小的发射速度 发射速度 指被发射物体离开地面时的速度 发射速度v﹤7.9km/s, 物体会落回地面 发射速度v=7.9km/s , 物体会在地面附近绕地球做匀速圆周运动 发射速度7.9km/s ﹤ v ﹤11.2km/s, 物体绕地球运转，但轨迹是椭圆 当物体的发射速度等于或大于11.2km/s时，物体就会挣脱地球引力的束缚，不再绕地球运行，而是绕太阳运行，成为人造太阳行星。 11.2km/s称为第二宇宙速度。 如果物体的发射速度等于或大于16.7km/s时，物体就能摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。 16.7km/s称为第三宇宙速度。 “旅行者”1号探测器 1988年飞出太阳系 总结： 发射速度v 运动情况 v﹤7.9km/s v=7.9km/s 7.9km/s ﹤ v ﹤11.2km/s 11.2km/s≦v ﹤16.7km/s 16.7km/s ≦v 第二宇宙速度 第一宇宙速度 第三宇宙速度 物体落回地面 物体在地面附近绕地 球做匀速圆周运动 物体绕地球运转，运 动轨迹是椭圆。 物体绕太阳运动 物体飞出太阳系 地球 二、人造地球卫星 1.卫星围绕地球做匀速圆周运动 2.万有引力提供向心力 思考与讨论：如图所示，A、B、C、D四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条？ F1 F2 F3 赤道平面 北 南 东 西 轨道特点：轨道圆心一定是地球中心 F V 设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的距离为r,求卫星运动的线速度v、角速度ω、周期T、向心加速度a 3、人造卫星运动的线速度、角速度、周期及向心加速度 思考：对于绕地球运动的人造卫星： （1）离地面越高，向心力越 （2）离地面越高，线速度越 （3）离地面越高，周期越 （4）离地面越高，角速度越 （5）离地面越高，向心加速度越 小 大 小 小 小 卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度也称为运行速度 V1=7.9km/s （第一宇宙速度） 最小发射速度 最大运行速度 人造卫星的r大, 需要的v发射大；而v运行却小 思考与讨论：有一类卫星称为地球同步卫星，是指相对于地面静止的人造卫星。试分析地球同步卫星的特点 1、同步 卫星与地面相对静止，与地球 自转同步，周期为24h。 2、同步卫星运行方向与地球自转的方向相同。 3、同步卫星只能定点在赤道上方。 4、离地的高度、运行的速率是唯一 确定的。 地球同步卫星的特点 试根据学案给的条件求出同步卫星的离地高度与运行速度 例1、关于第一宇宙速度，下面说法正确的有 A． 它是人造卫星绕地球飞行的最小速度 B． 它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度 C．它是人造卫星绕地球飞行的最大速度 D． 它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。 B C 课堂练习 例2、如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（ ） Ａ．b所需向心力最小 Ｂ．b、c周期相等，且大于a周期 Ｃ．b、c ... ...
