6.5宇宙航行(一)卫星的圆周运动资料
6.5宇宙航行
2．关于人造地球卫星及其中物体的超重、 失重问题，下列说法正确的是（ A C ） A.在发射过程中向上加速时产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产生失重现象 C.进入轨道时作匀速圆周运动，产生 失重现象 D.失重是由于地球对卫星内物体的 作用力减小而引起的
变轨问题（离心向心运动） 变轨问题（离心向心运动）
3、神六变轨 、神六变轨
神六飞船入轨后先是在近地点200公里，远地点350公里的椭圆 公里，远地点 神六飞船入轨后先是在近地点 公里 公里的椭圆 轨道上运行，运行5圈时 然后变轨到距地面343公里的圆形轨道。 圈时， 公里的圆形轨道。 轨道上运行，运行 圈时，然后变轨到距地面 公里的圆形轨道 10月12日15时55分，北京航天飞控中心发出指令，启动神舟六 月 日 时 分 北京航天飞控中心发出指令， 号轨控发动机， 秒开始， 号轨控发动机，从15时54分45秒开始，发动机工作了 秒，飞船 时 分 秒开始 发动机工作了63秒 的运动已接近圆形，变轨成功了！ 的运动已接近圆形，变轨成功了！ Q
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度： (环绕速度） 第一宇宙速度： 环绕速度） 人造卫星
GM = 7.9km / s v1 = R
法二：v1 = gR = 7.9km / s
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
2、第二宇宙速度： 第二宇宙速度： 脱离速度) (脱离速度)
v2 = 11.2km / s
重力=万有引力 向心力 重力 万有引力=向心力 万有引力
M m v mg′=G 2 = m r r
式中：r = R + h
2
g ′是高空h处的重力加速度
极地轨道
倾斜 轨道
赤道轨道 同步 轨道 自转轴
【学霸笔记】物理必修二6.5宇宙航行
第五节 宇宙航行一、人造卫星1、定义：指按万有引力规律在太空航行，并执行探索开发利用太空执行特殊任务的飞行器。
2、特点：与天然的环绕天体不同，其自带动力。
3、分类：（按运动高度）①低轨道卫星（小于1000）km ，此卫星又称近地卫星轨道。
②中轨道卫星（1000-20000）km ，此卫星又称近地卫星轨道③高轨道卫星（大于20000）km ，此卫星又称近地卫星轨道 说明：A 近地卫星的高度可忽略不计，即r=R 。
B 同步卫星的高度为3.6×107m ，属于高轨卫星。
4、人造卫星的两个速度：①发射速度：将卫星送入太空预定轨道所必须具有的速度；卫星的轨道越高，发射速度越大。
②环绕速度（运行速度）：卫星在预定圆轨道运动的线速度；卫星的轨道越高，运行速度越小。
5、卫星的轨道说明：①卫星的轨道可以是圆也可以是椭圆。
如果是圆地球处于圆心；如果是椭圆地球处于其中一个焦点上。
②卫星的轨道平面可以在赤道所在的平面上，也可以其他平面上，但圆心或焦点必定在地心处。
③卫星不可以在除赤道之外的任意纬度平面上，也不可以处在任意经度平面运动。
④高中阶段最常见的轨道为近地轨道和同步轨道。
二、宇宙速度1、宇宙速度：从地球表面向宇宙空间发射人造卫星，满足不同要求所需的最低发射速度。
2、第一宇宙速度：从地面上发射为使卫星不落回地面的最小发射速度。
①推导：；或或)Rg ()(1121212==⇒==v R GM v R v m mg R v m R GMm ；s km v /9.71=②理解：A 第一宇宙速度既是最小的发射速度，又是最大的环绕速度。
B 发射卫星时，当v=7.9km/s 时，万有引力恰好提供了卫星做匀速圆周运动的向心力；当v<7.9km/s 时，万有引力大于向心力，卫星做近心运动，即卫星最终落回地面；当v ＞7.9km/s 时，万有引力小于向心力，物体做离心运动。
3、第二宇宙速度：从地面上发射为使卫星脱离地球引力而不再绕着地球运行的最小发射速度。
6.5 宇宙航行
6.5宇宙航行一．人造卫星1. 人造卫星 物体水平抛出，速度足够，物体就成为地球的卫星。
人造卫星的向心力由地球对卫星的引力提供。
人造卫星的两个速度：①发射速度 ②绕行速度。
发射速度越大，卫星离地面越高，卫星对地球的绕行速度越小。
2. 卫星的轨道 圆或椭圆轨道，（1）椭圆轨道时，地球位于一个焦点，满足开普勒三定律。
（2）圆轨道时，地心是圆轨道的圆心。
卫星轨道可以在赤道平面内（如同步卫星），也可以和赤道平面垂直（极地卫星），也可以和赤道平面成任一角度。
轨道半径可大可小（同步卫星半径一定）。
3. 卫星的运行——轨道半径r 与a 、v 、ω、T 的关系2222224GM a r a r ma v v r v m Mm r G m r r r m r T T r T ωωωπ⎧=⎪⎧⎪⎪⎪=⎪⎪⎪⎪=⇒⎨⎨⎪⎪=⎪⎪⎪⎪⎩⎪=⎪⎩（越大，越小）（越大，越小）（越大，越小）（越大，越大） 4. 近地卫星和同步卫星（1）近地卫星：卫星运行的轨道半径等于地球半径，运行速度为第一宇宙速度。
（2）地球同步卫星：相对地面静止，T=24 h2224()()Mm G m R h R h Tπ=++ 得 35800km h = 同步卫星一定位于赤道平面内，离地高度、线速度、角速度、周期都唯一确定。
5. 卫星变轨问题的分析 卫星在圆轨道做圆周运动，22Mm v G m r r= ，当速度由于某种原因改变时（开启或关闭发动机或空气阻力等），万有引力不等于向心力，卫星做变轨运动。
（1）v 增大时，所需向心力2v m r增大，万有引力不足提供向心力，卫星做离心运动。
（2）v 减小时，所需向心力2v m r减小，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动。
变轨运行各量之间的关系：12Q Q a a =，23Q Q a a =； 2132Q Q P P v v v v >>> 6. 人造卫星中的失重问题卫星m ：由万有引力提供向心力 22Mm Gm r rω=； 卫星中的物体0m ：由万有引力和支持力提供向心力2002N Mm G F m r r ω-= 两式可得，0N F =，所以卫星正常运转中物体完全“失重”。
高中物理 6.5《宇宙航行》课件3 新人教必修2
V3=16.7km/s
3、第三宇宙速度：如果物体的速度等于或大于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。
什么是地球同步卫星？
所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期T＝２４ｈ
地球同步卫星能否位于北京正上方某一确定高度h ？
MOMODA POWERPOINT
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus.
B
提示 ：同学们算算，近地卫星的周期又是多少呢？
思考：我们能否发射一颗周期为70min的卫星呢？
不能！！
1、第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近t;7.9km/s
V1=7.9km/s
地球
V2=11.2km/s
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，不在绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。*** 10、雨中黄叶树，灯下白头人。。**** 11、以我独沈久，愧君相见频。。***** 12、故人江海别，几度隔山川。。**** 13、乍见翻疑梦，相悲各问年。。***** 14、他乡生白发，旧国见青山。。**** 15、比不了得就不比，得不到的就不要。。。***** 16、行动出成果，工作出财富。。*** 17、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。。**** 9、没有失败，只有暂时停止成功！。*** 10、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。。**** 11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。。***** 12、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。。**** 13、不知香积寺，数里入云峰。。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、楚塞三湘接，荆门九派通。。。***** 16、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。。*** 17、空山新雨后，天气晚来秋。。**** 9、杨柳散和风，青山澹吾虑。。*** 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。**** 11、越是没有本领的就越加自命不凡。***** 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。**** 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。***** 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。**** 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。***** 16、业余生活要有意义，不要越轨。*** 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。****
课件6：6.5 宇宙航行
D.它运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
【解析】地球同步卫星一定位于赤道上空,故选项A正确;根
据万有引力提供向心力可知,地球同步卫星的轨道是确定的,故
选项B正确;稳定运行时v=
,故同步卫星的速度小于第一宇
宙速度,选项C正确、选项D错误。
4.下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( CD )。
第三宇宙速度,选项B错误;第二宇宙速度是物体挣脱地球束缚,而
成为一颗绕太阳运行的人造行星的最小发射速度,选项C正确。
拓展一:对卫星运动问题的分析
1.如图所示,a、b、c是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,下列说法中正确的是
( C )。
A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
-R=3.59×107
m
又G
=m
(+) +
得v=
=3.08×103
+
m/s。
【答案】3.59×107 m
3.08×103 m/s
谢谢
大家
所以v=
∝
,与卫星质量无关,由图知rb=rc>ra,则
vb=vc<va,A选项错误
∝
,与卫星质量无关,由rb=rc>ra,得ab=ac<aa,B选项错
a=
T=
∝
,与卫星质量无关,由rb=rc>ra,得Tb=Tc>Ta,C选项
正确;F=G ∝ ,与质量m和半径r有关,由ma=mb<mc,rb=rc>ra,
新人教版中学物理必修二6.5宇宙航行1课件
地球同步卫星
地球同步卫星 对于同步卫星的轨道定位有什么要求呢，怎样 才能保持与地球同步呢？
【合作探究】探究点三
月球
近地卫星、同步卫星、月球三者比较
同
步
卫
星
近
地
h=3.6×107m
卫
星
r=4.2×107m
v=3km/s
T=24h
h=3.8×108m r≈3.8×108m
v=1km/s
T=27天
h≈0
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/162021/3/162021/3/163/16/2021 5:08:13 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/162021/3/162021/3/16Mar-2116-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/162021/3/162021/3/16Tuesday, March 16, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/162021/3/162021/3/162021/3/163/16/2021
r=6.4×106m
v=7.9km/s
T=84分钟
【针对训练】7
1、轨道1和轨道3的线速度、角速 度、周期，加速度大小关系。
2、比较vQ2和vQ1大小关系并说明 理由。
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/162021/3/16Tuesday, March 16, 2021
。2021年3月16日星期二2021/3/162021/3/162021/3/16
人教版高一物理必修2：6.5《宇宙航行》
6.5 宇 宙 航 行
二、人造卫星
思考1：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，线速度越
小
（2）离地面越高，周期越
大
（）离地面越高，角速度越
小
（4）离地面越高，向心加速度越 小
思考2：我们能否发射一颗周期为80min的卫星 吗？
6.5 宇 宙 航 行
二、人造卫星
练习1：有两颗人造地球卫星，均绕地球运行，已知它们的轨道半 径之比r1：r2=4:1，求卫星的： （1）线速度之比； （2）角速度之比； （3）周期之比； （4）向心加速度之比；
6.5 宇 宙 航 行
中 国 人 的 飞 天 梦
外国人的“飞天”梦
请同学们阅读课文回答一下问题
牛顿如何设想物体成为人造地球卫星？ 什么是第一宇宙速度？ 什么是第二宇宙速度？什么是第三宇宙速度？ 人造地球卫星线速度与轨道半径的关系？ 人造地球卫星角速度与轨道半径的关系？ 人造地球卫星周期与轨道半径的关系？ 什么是地球同步卫星？ 地球同步卫星的特点是什么？
6.5 宇 宙 航 行
问题： 地面上的物体，怎样才能离开地面
300多年前，牛顿提出设想
6.5 宇 宙 航 行
问题： 地面上的物体，怎样才能离开地面
300多年前，牛顿提出设想
一、宇宙速度
思考？以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球表面运
动的卫星?
推导方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
GMm R2
6.5 宇 宙 航 行
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9km/s
说明： （１）第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度， 发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转；
高一物理-6.5 宇宙航行
数值
意义
第一宇宙速度
_7_.9_km/s
卫星在地球表面附近绕地球做_匀__速_ _圆__周__运__动__的速度
第二宇宙速度
_1_1_.2_km/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
_1_6_.7_km/s
使卫星挣脱_太__阳__引力束缚的_最__小__ 地面发射速度
三、梦想成真 1957年10月，前苏联成功发射了第一颗人造卫星。
B．美国发射的凤凰号火星探测卫星，其发射速度大于第三宇
宙速度Βιβλιοθήκη √C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束 缚，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度
√D．第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的 最大运行速度
2．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星
半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运
动的速率约为
()
√A．3.5 km/s
B．5.0 km/s
C．17.7 km/s
D．35.2 km/s
3. (多选)如图所示的三颗人造地球卫星，则下列说
法正确的是
()
A．卫星可能的轨道为 a、b、c
√B．卫星可能的轨道为 a、c
C．同步卫星可能的轨道为 a、c
⑤同步卫星的高度固定不变。
由GMr2m＝mr2Tπ2 知 r＝ 3 G4MπT2 2。由于 T 一定，故 r 一定，
3 而 r＝R＋h，h 为同步卫星离地面的高度，h＝
G4MπT2 2－R。又
因 GM＝gR2，代入数据 T＝24 h＝86400 s，g 取 9.8 m/s2，R＝
6.38×106 m，得 h＝3.6×104 km。
6.5宇宙航行
3、第三宇宙速度
大小：v=16.7km/s 意义：以这速度发射，物体 刚好能摆脱太阳引力的束缚 而飞到太阳系以外，也叫逃 逸速度。
注意：发射速度11.2km/s<v<16.7km/s，卫星绕太阳 运行，成为一颗人造行星。 发射速度v ≧ 16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚， 飞到太阳系以外的空间。
运行速度： 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发 射
V运 行
1、第一宇宙速度（环绕速度）
大小：
v=
GM = 7.9km / s R
是卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必 须具有的速度——第一宇宙速度
注意：
V=7.9km/s 是最大环绕速度（v=
思考：我们能否发射一颗周期为
80min的卫 星呢？
提示 ：同学们算算，近地卫星的 周期（最小周期）又是多少呢？
2R 2 3.14 6400103 3 T 5 . 07 10 s 84.8 min 3 7.9 10 v
不能！！
人造地球卫星的运行轨道
所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上
“嫦娥一号”卫星在距月球表面200公里、周期 127分钟的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动。 已知月球半径约为1700km，引力常量 G 6.67 1011 Nm2/kg2，忽略地球对“嫦娥一号”的引力作用。
试求“嫦娥一号” 绕月球做匀速圆周运动的线 速度？
解:
2 ( R h) 2 3.14 (200 1700) 103 m 由v T 127 60
三类人造地球卫星轨道： ①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，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角度。
6.5《宇宙航行》优质优秀课件ppt
6.5《宇宙航行》优质优秀课件ppt在高山上水平抛出物体，初速度越大，运动的情况如何？如果速度再大，又将如何？处理卫星问题：万有引力提供其绕中心天体做匀速圆周运动的向心力在天体表面附近运行r=R由黄金替换式宇宙航行1、牛顿的设想在1687年出版的《自然哲学之数学原理》中，牛顿设想抛出速度很大时，物体就不会落回地面。
一、人造卫星的发射原理设地球质量为M，半径为R。
人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。
推算在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v。
※卫星离地心越远，它运行的速度越小。
近地卫星的速度：（1）第一宇宙速度：v=7.9km／s2、卫星的发射（三种宇宙速度）①地球卫星的最小发射速度②地球卫星的最大环绕速度（2）第二宇宙速度：v＝11.2km／s （3）第三宇宙速度:v＝16.7km／s卫星挣脱地球束缚的最小发射速度卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度赤道轨道极地轨道倾斜轨道3、卫星的运行规律卫星在运行时，所需向心力由地球对它的万有引力提供，所以轨道中心一定是地球球心。
极地轨道一般轨道赤道轨道立体赤道平面问：哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运动。
※特点:(1)角速度,周期(T=24h)与地球相同(2)轨道平面与赤道平面重合(3)距地面高度一定(h=3.6×107m)4、同步卫星※所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上（2）第二宇宙速度：v=11.2千米/秒（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（3）第三宇宙速度：v=16.7千米/秒（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）在高山上水平抛出物体，初速度越大，运动的情况如何？如果速度再大，又将如何？。
6.5宇宙航行
Mm v G 2 = m r r
2
v=
GM r
讨论
线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？
v= GM r
w=
GM 3 r
3
r T 2 GM
高轨道上运行的卫星，线速度小、角速度小，周期长。
课堂练习
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
三、同步卫星 同步卫星有以下几个特点：
1、同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。 2、同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。 T=24h 3、同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。
(ω=ω0)
三、同步卫星 同步卫星有以下几个特点：
4、同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所 有的同步卫星都在赤道的正上方。 （不可能定点在我国某地上空，为什么？ ） 要与地球同步，卫星 的轨道平面必须与赤 道平面平行，又由于 向心力是万有引力提 供的，卫星轨道的圆 心必须是地心。
课堂练习
1 ．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫 星，关于同步卫星的说法中正确的是（ ） A ．它可以在地面上任一点的正上方，且离地 心的距离可按需要选择不同值 B ．它可以在地面上任一点的正上方，但离地 距离是一定的 C ．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离 可按需要选择不同值 D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离 是一定的
Mm V G 2 = m R R
2
v=
GM R
计算 地球半径R=6400km，地球质量M=5.98×1024kg
v=
GM = 7.9km / s R
二、宇宙速度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 :1 线速度之比，v1:v2 = ____________
9:1 向心加速度之比，a1:a2 = __________
4．在圆轨道上运动质量为m的人造地球卫星, 与地面的距离等于地球半径R，地球表面重力 加速度为g，求： （1）卫星运动速度大小的表达式？ （2）卫星运动的周期是多少？
gR 2
2R 4p g
外形各异的卫星……
恰在表面做圆周运动： 在r处圆周运动：
Mmⅱ m v G 2 = r r
2
Mm mc G 2 = R R
2
v 解得：R = 2 r c
2
7：已知地球的半径为R、自转角速度为ω、 地球的质量为M、地球表面的重力加速度为 g0、万有引力常量为G，在赤道上空一颗相 对地球静止的卫星离开地面的高度h有几种 计算方法？列出全部的表达式。
5、在月球上以初速度v0自高h处水平抛出的小球， 射程可达x远。已知月球半径为R，如果在月球上 发射一颗月球的卫星，它在月球表面附近环绕月 球运行的周期是______________________
平抛：水平方向x = v0t gt 2 竖直方向：h = 2 2hv0 2 解得：g = x2
月表面做圆周运动： 4p 2 R mg = m 2 T
。
Rx 2 解得：T = 2p 2hv0 2
6、德国科学家用口径为3.5m的天文望远镜对猎户座 中位于银河系中心附近的星体进行近6年的观测，发现 与银河系中心距离为r的星体正以速度v围绕银河系的 中心旋转，据此提出银河系中心可能存在一个大黑洞。 黑洞是一种密度极大的天体，其表面的引力是如此之 强，以至包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力的 作用。当黑洞表面的物体速度达到光速c时才能恰好绕 其表面做匀速圆周运动。试写出计算黑洞半径的表达 式R=_____________。
外形各异的卫星……
1．假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨 道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动， 则（ ） A．根据公式v=ωr，可知卫星的线速度增大到 原来的2倍 B．根据公式F=mv2/r，可知卫星所需的向心力 减小到原来的1/2 C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力 将减小到原来的1/4 D．根据上述B和C给出的公式，可知卫星的线速 度将减小到原来的 2 / 2
人造地球卫星的运行轨道 卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。
存在三类人造地球卫星轨道： ①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，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角度。
伽 利 略 导 航 卫 星
G P S 导 航 系 统
北 斗 导 航 系 统
人造卫星的运行v、ω、T、a与r的关系
Mm v2 G 2 m r r Mm 2 G 2 m r r
Mm 4 2 G 2 m 2 r r T
Mm G 2 ma r
v
GM r
GM r3
4 2 r 3 T GM
GM a r2
结论：高轨道上运行的卫星，线速度小、 角速度小，周期长； 高轨道卫星的向心加速度（重力加速度）小
6.5宇宙航行（一）
卫星（行星）的环绕运动
问题：
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？
牛顿的思考与设想：
结论： 速度足够大，物体将绕地球运动， 成为人造卫星 牛顿 1687年 设想图
牛顿的设想过程
一、人造卫星绕地球圆周运动的研究方法 1）人造卫星在环绕地球运行时，视为匀速圆周运动。 2）人造卫星的轨道圆心，是地球的球心 3）卫星只受到地球对它的万有引力作用， 人造卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 1、人造卫星的运行速度。 设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r， 由于万有引力提供向心力，则
a
b
向心运动： F万>F向
ห้องสมุดไป่ตู้地球
c
离心运动： F万<F向
图21
3、两颗人造地球卫星，它们的质量之比 m1 : m2 1 : 2 ，它们的轨道半径之比 R1 : R2 1 : 3 9:2 ，那么它们所受的向心力之比 F1 : F2 __________; 它们的角速度之比 1 : 2 ____________. 27： 1 = 3 3 :1
Mm v2 G 2 = m r r
v=
GM r
结论：轨道半径r越大(高轨道)，线速度越小； 地表处卫星线速度最大
恰在地表面做圆周运动的卫星： v =
GM r
r=R 时，V最大，V=7.9km/s 叫第一宇宙速度。 2、人造卫星的角速度 ω 、周期T 、向心加速
度a 随半径 r 的变化关
系如何？
卫 星 的 环 绕 现 象 重 要 结 论
CD
2、如图21所示，a、b、c是在地球大气层外圆形 轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是：( ) A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度； B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向 心加速度； C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候 同一轨道上的c； D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其 线速度将增大 D