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课件网) 5 宇宙航行 在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？ 速度越大， 落地点离山脚越远。 假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？ V0 英国科学家牛顿(1643-1727) 在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想抛出物体的速度足够大时，物体就不会落回地面。 牛顿的设想 牛顿人造卫星原理图 一、人造卫星 1、水平抛出的物体，若速度足够大，就不会再落回地面，它将绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星。 笔记时间 2、由万有引力提供向心力，即地心是圆心。 赤道轨道 极地轨道 一般轨道 3、卫星的轨道可以在赤道平面内，也可以与赤道垂直，还可以与赤道成任意的夹角。但不可能与非赤道的纬线圈和经线圈重合。 笔记时间 （r 越大，T 越大） （r 越大，v 越小） （r 越大，ω越小） 可见：高轨低速长周期，低轨高速短周期 笔记时间 4、卫星运行速度、角速度、周期与半径的关系： 笔记时间 5、发射卫星(加速上升)和回收卫星(减速下降)时卫星处于超重状态；而在轨运行时处于完全失重状态，由于重力产生的一切现象均消失。 6、由于人造地球卫星的轨道半径有最小值，且rmin=R,则 rmin=R 高空空气稀薄，阻力小 【方法一】万有引力提供物体作圆周运动的向心力 【方法二】在地面附近，重力提供物体作圆周运动的向心力 那么，发射速度为多大时，物体将不会落回地面而绕着地球表面运动呢？ (已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 , 地球质量M=5.89×1024kg, 地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2 ) 1、第一宇宙速度： (环绕速度）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。 二、宇宙速度 （1）7.9km/s为卫星的最小发射速度。 向高轨道和近地轨道发射卫星，哪个难度大？需要的发射速度大？ （2）7.9km/s是卫星的最大运行速度。 高轨道卫星和近地轨道卫星相比，哪个运行速度大？ 人造卫星 笔记时间 v2=11.2km/s v3=16.7km/s 2、第二宇宙速度： (脱离速度）使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。 3、第三宇宙速度： (逃逸速度）使卫星挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。 人造行星 人造恒星 笔记时间 P V=7.9km/s 7.9km/s
11.2km/S 探究: 若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？ 离开地球再也不回来 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 落回地面 在地面附近绕地球做匀速圆周运动 绕地球做椭圆运动 物体绕太阳运动 物体飞出太阳系 （多选）关于地球的第一宇宙速度，正确的是( ) A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度 B.它是人造地球卫星在近地轨道运行的最大速度 C.它是人造地球卫星进入近地轨道的最小发射速度 D.根据人造卫星环绕地球运行的速度 ，把卫星发射到越远的地方越容易 B C 最大运行速度 轨道越高，消耗能量越多，所以越困难 （单选）如图，同一轨道平面内的三颗人造地球卫星，正确的是( ) A. 根据 ，可知 vA < vB < vC B. 根据万有引力定律，可知 FA > FB > FC C. 角速度 wA > wB > wC D. 向心加速度 aA < aB < aC C 高轨低速长周期 卫星质量未知，所以无法判断 （多选）两颗人造卫星，质量比m1：m2=1：2，轨道半径之比R1：R2=3：1，不正确的是（? ） A．周期之比T1：T2=3：1 B．线速度之比v1：v2=3：1 C．向心力之比为F1：F2=1：18 D．向心加速度之比a1：a2=1：9 A B 三、同步卫星 1、 定义:所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。 笔记时间 笔记时间 2、地球同步卫星的运行特征—— ... ... 
