第六章 万有引力与航天 5 宇宙航行 第一课时 知 识 回 顾 两条基本思路 1、万有引力等于重力 2、万有引力提供向心力 嫦娥奔月 敦煌飞天的壁画 中国人的飞天梦 抛出的石头会落地，为什么月亮没有落下来？月亮没有落下来必须具备什么条件？ 问题： 牛顿人造卫星原理图 牛顿的思考与设想： 抛出的速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？ 一、牛顿关于卫星的设想 牛 顿 的 设 想 过 程 算一算:物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢? R 设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r。 建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动 基本思路：卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供。 人造卫星运动的速度 F v r m M 1、卫星离地心越远，它的运行速度就越小。 2、向高轨道发射卫星的难度较大，火箭要克服地球对它的引力做更多的功，这就要求其发射速度较大。 要使一个物体在地面附近恰能围绕着地球做圆周运动，需要为它提供多大的速度? R 环绕速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。 发射速度： 指被发射物体离开地面时的水平初速度。 v环绕 v发射 二、宇宙速度 要使物体恰能在地面附近绕地球做匀速圆周运动，至少以7.9km/s的速度发射，并以这一速度围绕地球表面做匀速圆周运动。把这一速度称为第一宇宙速度。 1、第一宇宙速度是发射卫星的最小速度 （发射速度不能低于它，否则卫星将不能环绕地球做圆周运动而落回地面） 第一宇宙速度（环绕速度） 2、第一宇宙速度是最大的环绕速度 （在环绕地球做匀速圆周运动的所有可能速度中） 地面附近发射飞行器，如果它的速度大于7.9km/s会怎样呢？ 1.第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近匀速圆周运动） 2.第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行。我们把这个速度叫作第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。 3.第三宇宙速度：如果物体的速度大于或等于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。 二、宇宙速度 各种各样的卫星…… 黄金代换 三、人造地球卫星运行的规律 地球 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____. 小 大 小 小 第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度. 例题分析 1、人造地球卫星的轨道半径越大，则( ) A、速度越小，周期越小 B、速度越小，加速度越小 C、加速度越小,周期越大 D、角速度越小,加速度越大 BC 2、两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1，下列有关数据之比正确的是( ) A、周期之比T1∶T2=3∶1 B、线速度之比v1∶v2=3∶1 C、向心力之比F1∶F2=1∶9 D、向心加速度之比a1∶a2=1∶9 D 3. 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所需向心力最大 B . b、c周期相等，且大于a周期 C . b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度 D . b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 BD a c b 地球 4.某人在一星球上以速率 v 竖直上抛一物体,经时间 t 后,物体以速率 v 落回手中。已知该星球的半径为 R ,求该星球上的第一宇宙速度。 解析：星球表面的重力加速度： 该星球表面的第一宇宙速度为 第一宇宙速度为卫星在其表面附近做匀速圆周运动的线速度卫星的重力提供向心力,则： 谢谢 21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？ 欢迎加入21 ... ...
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