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课件网) 4.人造卫星 宇宙速度 一、人造卫星 1.卫星: 自然的或人工的在太空中_____的物体。 2.第一颗人造卫星: 1957年10月4日,由苏联送入环绕_____轨道。 绕行星运动 地球 二、宇宙速度 7.9 匀速圆周运动 11.2 地球 16.7 太阳 最小 数 值 意 义 第一宇 宙速度 ____ km/s 卫星在地球表面附近绕地球 做_____的速度 第二宇 宙速度 _____ km/s 使卫星挣脱_____引力束缚 的最小地面发射速度 第三宇 宙速度 _____ km/s 使卫星挣脱_____引力束缚 的_____地面发射速度 一 宇宙速度的计算及意义 任务1 宇宙速度的理解 1.认识第一宇宙速度:第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动必须具备的速度,即近地卫星的环绕速度。 2.推导: 万有引力提供卫星运动的向心力 重力提供卫星运动的向心力 公式 结果 3.决定因素:由第一宇宙速度的计算式 可以看 出,第一宇宙速度的值由中心天体决定,第一宇宙速度 的大小取决于中心天体的质量M和半径R,与卫星无关。 4.理解: (1)“最小发射速度”:向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难,因为发射卫星要克服地球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道,而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度,所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。 (2)“最大环绕速度”:在所有环绕地球做匀速圆周运 动的卫星中,近地卫星的轨道半径最小,由 可得v= ,轨道半径越小,线速度越大,所以在这些 卫星中,近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕 速度。 【思考·讨论】 情境:在电影《流浪地球》中,为了让地球摆脱被木星引力牵制,刘培强最终用生命驾驶太空舱完成了这项不可能完成的任务,挽救了人类。 讨论:(1)为了更准确地获得木星的数据,如果17年前刘培强驾驶飞船从地球飞向木星并绕木星飞行,飞船的发射速度至少为多少? (物理观念) 提示:11.2 km/s (2)如果现在要乘飞船去太阳系以外寻找适合人类居住的星球,飞船的发射速度至少为多少? (物理观念) 提示:16.7 km/s 【典例示范1】 如图所示,牛顿在思考万有引力定律时就曾设想,把物体从高山上O点以不同的速度v水平抛出,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星,则下列说法正确的是 A.落到A点的物体做的是平抛运动 B.以v<7.9 km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动 C.以7.9 km/s
11.2 km/s时,物体会脱离地球,不可能沿C轨道运动,故D错误。 任务2 第一宇宙速度的计算 1.建立模型:卫星绕中心天体表面做匀速圆周运动,万 有引力提供向心力。即F万=F向。 2.中心天体表面运动的黄金代换: =mg;近地空间 轨道上: 【典例示范2】 (2019·遂宁高一检测)已知某天体的第一宇宙速度为5 km/s,则高度为该天体半径四分之一的宇宙飞船绕该天体做匀速圆周运动的运行速度大小为 ( ) A.2 km/s B. km/s C.3 km/s D.4 km/s 【解析】选A。当飞船绕某天体做匀速圆周运动时,其 运行的线速度即为第一宇宙速度,由万有引力等于向心 力得: 解得:v= =5 km/s;当高度为该 天体半径四分之一的宇宙飞船绕该天体做匀速圆周运 动,由万有引力等于向心力得: 解 得:v ... ... 
