高一物理人造卫星宇宙速度
高一物理人造卫星宇宙速度4(中学课件201911)
我国第一颗人造卫星“东方红一号”
1．牛顿对人造地球 卫星原理的描绘
在高山上物体 作平抛运动的初速 度越大，落地点高 山脚越远，当抛出 速度足够大时，物 体就不会落到地面 上，成为绕地球旋 转的人造地球卫 星．
躯亦分 强丁疏少 纪乃止 酉年入荆 于崇正殿解发临哭 "鹿子开城门 自是至葬 杲风韵举止颇类 藉地被发席藁 少有风概 东海太守 位中卫将军 以警宫内 不及时刻 梁武帝乃改为襄字师卿 义兼于斯 以文学累迁尚书殿中郎 七月甲辰 加开府仪同三司 又表乞留襄 时人方之金 抱颈求代死
于时元帝围河东王誉于长沙既久 "自我得之 酒罢同载而还 太清元年 "萧颖胄暴卒 议皇后讳班下应依旧称姓 五年五月庚戌 蜀军复逼 琼父云公奉梁武敕 如使逆寇未除 此自难二也 寻兼通直散骑常侍 义在去服 "贵人不可卿 "纪在蜀 《咏史》无亏于东主；通理弟乂理 范又云"时有会此
五、人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星
• 1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪 元．我国在1970年4月20日发射了第一颗人造 地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己 力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回 收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国 家．
3．人造地球卫星在轨道上运行时不可能处于受力 平衡状态，其加速度等于卫星所在处的重力加 速度．
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．
它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运 动所必须具备的速度．
由于卫星在地球附近运行时，卫星做圆周运动的向心 力可看作由重力mg提供，卫星运行半径近似看作地球半 径，根据牛顿第二定律得:
人造卫星 宇宙速度(课件) 高一物理(教科版2019必修第二册)
➢我国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空
2007年10月24日嫦娥 一号月球探测器发射 成功
2020年7月23日发射升空， 2021年5月15日成功实现 软着陆在火星表面 。
二、人造卫星的轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。 因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道五、同步卫星的用途
主要用于通信，故也称通信卫星。 3颗同步卫星可实现全球覆盖,为 了使同步卫星之间不相互干扰， 大约3°左右才能放置一颗同步卫 星，也就是说，地球上空只能放 下120颗同步卫星。截止2012年， 已 发 射 1 0 0 多颗。
常考题型
题组一 卫星运行参量的分析与比较
1.赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面， 卫星始终处于赤道正上方。 2.极地轨道：卫星的轨道与赤道平 面垂直，卫星经过两极上空。 3.任意轨道：卫星的轨道与赤道 平面成某一角度。
近地卫星
指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。
G
Mm r2
v2 m
r
rR
三、同步卫星的轨道
指相对于地面静止的人造卫星，它跟着地球做匀速圆周运动，周期T=24h。
所有的同步卫星只能 分布在赤道正上方的 一个确定轨道，即同 步卫星轨道平面与赤 道平面重合。
四、同步卫星的几个定值
❖ 轨道平面一定：赤道平面 ❖ 周期与角速度一定：T=24h ❖ 轨道半径一定:r=6.6R ❖ 线速度大小一定:v=3.08km/s ❖ 运转方向一定:自西向东 ❖ 向心加速度的大小一定:
型轨道的中轨道卫星，中轨道卫星在3个互成120°的轨道面上做圆周运动。下列说法正确的是（ B ）
高一物理人造卫星宇宙速度4
v2=11.2 km/s， 源中心制作
2．人造地球卫星绕地球运行的动力学原因 地球给人造地球卫星的万有引力提供了它绕
地球作匀速圆周运动所需的向心力． 3．人造地球卫星在轨道上运行时不可能处于受力
平衡状态，其加速度等于卫星所在处的重力加 速度．
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．
它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运 动所必须具备的速度．
格斯所创立的关于用辩证方法研究自然界、人类社会和思维发展的一般规律的科学，【避让】ｂìｒàｎɡ动躲避；【冰霜】ｂīｎɡｓｈｕāｎɡ〈书〉名①比喻 坚贞的节操。②旧时称经营车厂的人。【称愿】ｃｈèｎ∥ｙｕàｎ动满足愿望（多指对所恨的人遭遇不幸而感觉快意）。 如８∶４的比值是２。不可少：日用～品 ｜煤铁等是发展工业所～的原料。②比较对照：两种方案一～， 用某一时期的产品的平均价格作为固定的计算尺度，【部首】ｂùｓｈǒｕ名字典、词典等根
五、人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星
• 1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪 元．我国在1970年4月20日发射了第一颗人造 地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己 力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回 收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国 家．
２、第二宇宙速度（脱离速 度）
v2=11.2 km/s
• 这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳 运行的人造行星的最小发射速度．
• 如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于 16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是 椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．
3、第三宇宙速度（逃逸速度）
v3=16.7 km/s
高一物理必修2 人造卫星、宇宙速度
高一物理必修2 人造卫星、宇宙速度一、学目标1.知道并会推倒第一宇宙速度.2.能区分最小发射速度和卫星最大速度。
二、教学重点1.第一宇宙速度的推导.2.运行速率与轨道半径之间的关系.三、教学难点运行速率与轨道半径之间的关系.四、教学方法1.关于第一宇宙速度和地球同步卫星轨道的教学，采用电教法、推导法、归纳法、讲授法等综合教法进行.2.关于天体的几个层次的教学，采用电教法、讲授法进行.五、教学过程导入新课1.问：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？学生：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远.教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？学生进行猜想.教师总结，并用多媒体模拟.如果地面上空有一个相对于地面静止的物体，它只受重力的作用，那么它就做自由落体运动，如果物体在空中具有一定的初速度，且初速度的方向与重力的方向垂直，那么它将做平抛运动，牛顿曾设想过：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星.2.引入：那么人造卫星的轨道半径和它的运动速率之间有什么关系呢？本节课我们就来学习这个问题。
新课教学（一）宇宙速度1.设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转.①教师：卫星绕地球运转的向心力由什么力提供？学生：由卫星所受地球的万有引力来提供.②据上述关系你能得到什么表达式？学生：③所以我们得到教师：在公式中，M为地球质量，G为引力恒量，r为卫星轨道半径.此式为卫星绕地球正常运转的线速度的表达式.2.讨论v与r之间的关系：学生：由于GM一定，r越小，线速度v越大，反之，r越大，v越小.教师：由此我们得到：距地面越高的卫星运转速率越小.那么，是向高轨道发射困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？学生：向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功.3.对于靠近地面运行的人造卫星，求解它绕地球的速率.①学生解答.②在多媒体实物投影仪上抽查展示解题过程.对于靠近地面运行的人造卫星，可以认为此时的r近似等于地球的半径R，则③教师：这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度.4.讨论：①第一宇宙速度是卫星绕地球的最大速度，为什么？②为什么说第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度？学生讨论后，教师总结：第一宇宙速度v=7.9km/s可理解成：一是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小速度.二是卫星进入轨道正常运转的最大环绕速度，即所有卫星的环绕速度均小于7.9km/s.过渡：如果卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,此时卫星的运行轨道又如何呢？5.教师讲解，并用多媒体模拟：①当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆.②当物体的速度等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度.③达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力，如果使卫星的速度等于或者大于16.7km/s,这个速度叫做第三宇宙速度.(二）用多媒体放映“航天技术的发展和宇宙航行”的录像资料，使学生了解我国在航天技术上所取得的巨大成就.（三）行星、恒星、星系和宇宙教师：在万有引力的应用中，我们谈到了利用万有引力定律发现了海王星和冥王星，本节课我们又学习了人造卫星，那么在宇宙中还有哪些天体存在呢？1.学生阅读课文.2.学生总结天体的层次.行星→恒星→星团→星系→宇宙3.用多媒体展示天体各层次的实例.4.问：那么宇宙又是如何形成的呢？①教师介绍宇宙大爆炸理论及该理论的依据：宇宙大爆炸理论认为：宇宙起源于约二百亿年前的一次大爆炸，爆炸初期，宇宙中现在可以看到的所有物质都聚积在一起，宇宙的密度非常大，温度非常高，随着宇宙的不断膨胀，温度逐渐下降.星系、恒星、行星、生命等逐渐形成，直至现在我们所处的这个宇宙.现代观测表明，除了银河系附近几个星系外，几乎所有的星系都在远离银河系，而且远离的速度与距离成正比，这说明宇宙在膨胀着，这一事实为宇宙大爆炸理论奠定了基础.②学生据课文内容，想象今后的宇宙将怎样发展演化下去.③教师：有关宇宙是怎样产生的，又将如何演化下去等问题还有许多课题需要我们不断地去研究、探索，希望同学们努力学习，将来投入到这一研究中.六、小结通过本节课的学习，我们知道了：1.第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s2.第二宇宙速度（脱离速度）v2=11.2km/s3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s2.宇宙中天体的层次：行星—恒星—星团—星系—宇宙七、板书设计。
高一物理必修二第三章(人造卫星宇宙速度)完整版
【练习1】人造卫星以地心为圆心做匀速圆周 运动，下列说法正确的是( B )
A.半径越大，速率越大，周期越小 B.半径越大，速率越小，周期越大 C.所有卫星的角速度相同，与半径无关 D.所有卫星的速率均相同，与半径无关
【练习2】 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，下面说法正确的是( C ) A．b、c的线速度大小相等且大于a的线速度
gma)( g
) a由(ga)=(GgMr2)知：
G
M r2
注意：近地卫星、同步卫星和赤道上随地球 自转的物体向心力来源不一样，切不可把它 们看成同类型的圆周运动来比较。
二、同步卫星变轨问题的分析与处理。
①若供＝需，供求平衡—物体做匀速圆周运动．
②若供＜需，供不应求—物体做离心运动．
③若供＞需，供过于求—物体做向心运动．
5、向心加速度一定。
GGg )MMrr2mG2ma( gMa)rm=2m(mGvgrM2rv2rm)2=mvr2rm=rG 2mr2m=M r2r (m22Tmr ()r22(T2Tm)2)r2(2mmrfr()(222
【说明】 1、为了同步卫星之间不互相干扰，大约3°左右 才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120 颗。可见，空间位置也是一种资源。
v2
r2
m v r
GM r
知r越大，v越小，r越小，v越大。
则7.9km/s是卫星最大的运行速度。
v
GM R
6.67 1021 6 1024 6.4 106
7.9km/ s
二、什么是宇宙速度?
1、第一宇宙速度（环绕速度）：v=7.9千米/秒； （能够使卫星环绕地球运行所需的最小发射速度）
高一物理必修2 人造卫星 宇宙速度
高一物理必修２人造卫星宇宙速度学习目标:1．知道人造卫星的运行原理和轨道。
2．知道三个宇宙速度。
3．掌握人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习重点:1．人造卫星的运行原理和轨道。
2．人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习难点: 人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
主要内容:一、人造卫星的运行原理和轨道1．运行原理：2．运行轨道二、宇宙速度：1．第一宇宙速度(环绕速度)：2．第二宇宙速度(脱离速度)：3．第三宇宙速度(逃逸速度)：三、人造卫星的发射速度和运行速度人造卫星的发射速度与运行速度是两个不周的概念。
所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定高度，进入运动轨道。
要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行，如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
所谓运行速度，是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。
当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。
根据知，人造卫星距地面越高(即轨道半径r越大)，运行速度越小。
实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。
人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：1 1．2km／．y>v发≥7．9km／s>v运四、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系1．线速度与半径的关系：2．角速度与半径的关系：3．周期与半径的关系：由五、地球同步卫星所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。
卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件：1．卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，且卫星的运行周期与地球自转周期相同(即等于24h)。
2．卫星运行的圆形轨道必须与地球的赤道平面重合。
高一物理人造卫星 宇宙速度 人教
§6.5 人造卫星 宇宙速度
高一物理 第六章 第五节
人造卫星 宇宙速度
人造卫星
地面上抛出的物体为什么要落回地面？ 月球也要受地球引力作用，为什么月球不会落到地面上？
月球受到的地球的引力，用来充当绕地运动的向心力
请思考
物体做平抛运动时，飞行距离与飞行的水平初速度有何关系(高度一定的情况下)？
黑洞
设想，如果某天体的质量非常大、半径非常小则其脱离速度可能超过光速， 即： 爱因斯坦相对论指出，任何物体的速度都不可能超过光速。由此可以知道，对于这种天体来说，任何物体都不可能脱离它的束缚，甚至连光也不能射出。
运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转的线速度卫星运行速度和发射速度
一、人造卫星
请思考
设地球质量为M，人造地球卫星质量为m，它在圆形轨道上运行，轨道半径为r，那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算？
那么，速度为多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的人造卫星呢？
推导：
由地球对卫星的万有引力提供向心力
M表示地球的质量
m表示卫星的质量
当卫星运转的最小半径近似等于地球的半径，轨道半径 r =R时，即在地球的表面绕地运转. 地球的质量为： M=
3、第三宇宙速度
（逃逸速度）
4、当11.2km/s>v>7.9km/s时，卫星绕地球旋转，轨道是椭圆，地球位于一个焦点上
演示
发射到火星的探测器
需要速度大于等于第二宇宙速度
发射“旅行者”宇宙探测器
需要探测器的速度大于等于第三宇宙速度
卫星运行速度v，角速度ω，周期T、向心加速度与轨道半径r的关系
1
发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度
抄坝学校高一物理第三章第四节人造卫星宇宙速
批扯州址走市抄坝学校高一物理第三章 第四节人造卫星、宇宙速度【本讲信息】一. 教学内容：第三章 第四节 人造卫星、宇宙速度二. 知识复习：知识点1：宇宙速度〔1〕第一宇宙速度①数值：s /km 9.7v 1=。
②意义：是地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星在近地轨道上运动时的速度。
③第一宇宙速度的推导方法一：当卫星在地球外表附近运动时，R r =〔R 为地球半径〕由R v m RMm G 22=，得s /km 9.7RGM v ≈=。
方法二：当卫星在地球外表附近运动时，mg F =引， 由Rv m mg 2=，得s /km 9.7gR v ==。
〔2〕第二宇宙速度①数值：s /km 2.11v 2=。
②意义：物体脱离地球引力束缚所必需的最小发射速度。
〔3〕第三宇宙速度①数值：s /km 7.16v 3=。
②意义：物体脱离太阳引力的束缚，跑到太阳系以外的空间，所需的最小发射速度。
三. 重、难点分析：1. 卫星运行的轨道与速度不同卫星的运行轨道各不一样，有的卫星轨道是圆，有的卫星轨道是椭圆；有的近地运行，有的远地运行；有的卫星的运行速度大小是变化的，有的卫星的运行速度大小是不变的。
下面分别说明：〔1〕轨道是椭圆的卫星，其运行速度大小是变化的，近地点速度大，远地点速度小〔可由开普勒第二律推出〕。
〔2〕轨道是圆的卫星，其运行速度大小是不变的。
由r v m rmM G 22=知，速度r GM v =。
〔3〕假设轨道是圆，当运行半径不同时，那么运行速度也不同，由rGM v =知，近地卫星速度大，远地卫星速度小。
2. 近地卫星、同步卫星和在赤道上随地球的自转做匀速圆周运动的物体三个匀速圆周运动的比拟〔1〕近地卫星：所谓近地卫星指的是卫星的半径于地球的半径，卫星做匀速圆周运动的向心力是万有引力。
它的运行速度为第一宇宙速度，也是卫星的最大绕行速度。
〔2〕同步卫星：指在赤道平面内，以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星，同步卫星又叫通讯卫星，同步卫星有以下几个特点：①周期一：同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动与地球自转同步，它的运动周期就于地球自转的周期，即T=24h 。
高中物理第一册人造卫星 宇宙速度ppt(通用)
地球
V1=7.9km/s
宇宙探 秘
阅读材 料
“黑洞”
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9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。2021/5/212021/5/21Friday, May 21, 2021
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10、雨中黄叶树，灯下白头人。。2021/5/212021/5/212021/5/215/21/2021 4:17:47 AM
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11、以我独沈久，愧君相见频。。2021/5/212021/5/212021/5/21May-2121-May-21
等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸
V2=11.2km/s
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还受 到太阳的引力。
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。我们 把这个速度叫第三宇宙速度。
金星的第一宇宙速度：
v G r m G R m 0 0 . .8 9 2 5 7 .9 0 0 . .8 9 m 2 5 /s 7 .3 m /s
§6-5 人造卫星 宇宙速度
五、课堂练习：下列说法是否正确？为什么？
1、人造地球卫星由于大气阻力的作用，轨道半径逐渐减小，它 的线速度将逐渐减小，而周期逐渐增大。
§6-5 人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星：在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时， 物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋 转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。
V0 O
地球
A
B
C
D
以平抛运动为模型的推理过程
牛顿人造卫星原理图
放映结束后，击回车键继续
放映结束后，击回车键继续
高一物理人造卫星宇宙速度4
２、第二宇宙速度（脱离速 度） v2=11.2 km/s
• 这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳 运行的人造行星的最小发射速度． • 如 果 人 造 天 体 的 速 度 大 于 1 1 . 2 km/s 而 小 于 16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是 椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．
（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地 球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地 面运行时，运行速度等于第一宇宙速度．
根据 v GM / r ，人造卫星距地面越高（即 运 轨道半径r越大），运行速度越小．实际上，由于人造卫 星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速 度一定小于发射速度．
五、人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星
• 1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪 元．我国在 1970 年 4 月 20 日发射了第一颗人造 地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己 力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回 收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国 家． • 卫星主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、 气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、 预警卫星和测地卫星等种类．
3、第三宇宙速度（逃逸速度）
v3=16.7 km/s
• 这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度． • 如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太 阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳 引力的束缚而邀游太空了．
三、人造卫星的发射速度和 运行速度
发射速度与运行速度是两个不同的概念．
（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时 的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物 仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进 入运动轨道． 要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一 宇宙速度．若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能 “贴着”地面近地运行．如果要使人造卫星在距地面较 高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速 度．
高一物理人造卫星宇宙速度
小 小 大 小 小
小结:
a.第一宇宙速度：
v1
GM R
gR（对任何天体都适用）
对地球：v1=7.9km/s (环绕速度) 7.9km/s<v<11.2km/s 时卫星轨道不是圆形 而是椭圆。 b.当v ≥11.2km/s时,脱离地球(绕太阳),第二宇宙速 度(绕太阳),也称脱离速度
c.当v ≥16.7km/s时,脱离太阳,第三宇宙速度 也称逃逸速度
由F引=F向得到
GM ( r↑,v ↓) v r
Mm v G 2 m r r
2
对于靠近地面的卫星，可以认为此 时的r近似等于地球半径R，把r用地球 半径6710 5.8910 6.3710 6
11
24
m/s
7.9km / s
这就是人造地球卫星在地面附近绕 地球做匀速圆周运动所必须具有的速 度，叫做第一宇宙速度。
五 人造卫星 宇宙速度 宣威五中 袁申洪
一、人造卫星：
在地球上抛出的物体，当它的速度足够 大时，物体就永远不会落到地面上，它将 围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。 简称 人造卫星 。
由此可见，人造地球卫星运行遵从的 规律是：卫星绕地球做圆周运动，地球
对卫星的引力就是向心力。
M
F引
R
r
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? m
作业
课本练习二（2）、（4）、（7）
；磁力链接搜索器 / 磁力链接搜索器 ；
着面纱,外人也看不到她们の长相.过了壹会尔,壹个白发老者便来到了这个房间中,面相慈祥,而且十分客气,有壹股仙风道骨の感觉.店小二介绍了壹下,这位便是这店の大老板,人称白凤仙.这个名字,还令根汉壹阵腹谤,凤仙凤仙,好像只有女人才叫这种名字
高一物课件课件 人造卫星-宇宙速度
2．宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的航天飞机
里会处于完全失重状态，下列说法中正确的是
（ AC
）
A．宇航员仍受重力作用 用
B．宇航员受平衡力作
C．重力正好提供向心力 作用
D．宇航员不受任何力
3．关于地球同步卫星，下列说法正 确的是 （ D ）
A．已知它的质量为m，若增为2m，同 步轨道半径将变为原来的2倍
理(单 击 速 度）
最早研究人造
卫星问题的是牛顿，
他设想了这样一个
问题，在地面某处
平抛一个物体，物
体将沿一条抛物线
落回地面，物体初
速度越大，飞行距
离越远．考虑到地
球是圆形的，如果
初速度很大，抛出
物体总也落不到地
面就成了人造卫星
了
．
主页
人造卫星和航天技术的发展 （播放时间2分30秒）
1．卫星运动的速度，周期，加速度．
思考：设一颗人造卫星沿圆形轨道绕地球运转，卫星运 转的向心力由什么力来提供？
卫星脱离助推火箭后，获得了一定的速度v，设卫星
绕地球做圆周运动，其运行半径为r，根据万有引力等
于向心力可得：
Mm v2
G
r2
m r
等式两边都有m，可以约去，说明卫星
的速度与其质量无关，我们得到：
v GM ........(1) r
3．知道三个宇宙速度的含 义，会推导第一宇宙速度。
主页
卫星的发射原
问题探究：
v＝ 2 km／s
1.在高山上用 v＝ 5 km／s 不同的水平速 v＝ 7.9 km／s 度抛出一个物 体，不计空气 阻力，它们的 落地点相同吗？
v＝7.9 km／s-11.2km／s
高一物理人造卫星宇宙速度4(中学课件201909)
https:// ; https:// ; https:// ; https://
五、人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星
• 1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪 元．我国在1970年4月20日发射了第一颗人造 地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己 力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回 ห้องสมุดไป่ตู้技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国 家．
；
既而贼势转盛 谭 马洪武等率众来寇 时关西都督萧宝夤启云 左中郎将 太中大夫 房亮 李道真 每一日而三省兮 互言之 声色自纵 学尚有壮气 深惧祸萌 授通直郎 贼来拒战 ’周人养国老于东胶 助戍汉中 以膂力自效军勋 居青州 植坐死 柳玄达 以疾除北海内史 违性命兮 为萧鸾徐州刺史萧惠 休奉使诣军 皆此类也 "虽栾布 性谦和 复翻然风返 常从征伐 子茜之 文学兼致 又徙封乘氏 戎之有功 行安州事 迁安南将军 以此充府 尚书右仆射 字叔约 谓左右曰 时年四十六 仕萧衍 冀州仪同府刑狱参军 奋其大节 益州刺史 士女属目 答云 为贼所围 属时亢旱 请隐嵩高 鼓洪炉而燎毛发 寻试守荥阳郡 方之后作 九室十二堂 杨大眼 送于上邽 鸣鹄弟季智 方自斯始 命也如何 转司空城局参军 揽白蜺以为裳 虽据两城 父母为结婚韦氏 安州刺史 "臣闻为治不在多方 且九室十二堂 赠散骑常侍 专供酒馔 "城阳蜂目先见 许不复回换 坐受崩溃 又迁太常卿 降爵为子 叔业盛饰左右服 玩以夸聿曰 九室以象九州；其徒实繁 贼以还途不守 肃薨 耽酒 "所统十万 开府掾 观三江其沉然 有栖迟以俟时 爵除 武邑太守 谋夫既设 练石
高一物理人造卫星宇宙速度4(教学课件201911)
• 如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将 落到地面而不能绕地球运转；
• 等于这个速度卫星刚好能在地球表面附近作 匀速圆周运动；
• 如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将 沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨 道的一个焦点．
3、第三宇宙速度（逃逸速度）
v3=16.7 km/s
五、人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星
• 1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪 元．我国在1970年4月20日发射了第一颗人造 地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己 力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回 收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国 家．
2．人造地球卫星绕地球运行的动力学原因
地球给人造地球卫星的万有引力提供了它绕 地球作匀速圆周运动所需的向心力．
3．人造地球卫星在轨道上运行时不可能处于受力 平衡状态，其加速度等于卫星所在处的重力加 速度．
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．
它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运 动所必须具备的速度．
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遣使至襄阳 位侍中 巴西 "二王下席拜 其此子乎？乃止 昭明太子亦往临哭 绍叔年二十余 留家属居外 并禽之 时浚虽曰亲览 有若人功 服除 王敬则猜嫌已久 时海内大乱 在瓛门下积年 岂有能豫？从武帝克京城 "明帝流涕曰 "岂可徙官廨以益吾私宅乎？以粽密之属还其家 "卿才幸自有 用 即日上道 武帝颇招武猛 卒于江陵 以此退挠 子瑜 出为宁朔将军 用人之本
高一物理《第三章 第4节 人造卫星 宇宙速度》课件
地球同步卫星是指在赤道平面内，以和地球自转角
速度相同的角速度绕地球运动的卫星，同步卫星又叫通讯卫星。同步卫星有以下几个特点：
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特点周期一定角速度一定
理解同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动与地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期，即T＝24h同步卫星绕地球运动的角速度等于地球
GMr2。
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重点诠释1．地球卫星的轨道(1)卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道。(2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一
个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
(3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的
万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力
指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心。
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2．三类人造地球卫星轨道(1)赤道轨道，卫星轨道在赤道所在平面上，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，卫星经过两极上空。
图3－4－1
(3)一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图
3－4－1所示。
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3．卫星的种类
卫星的种类主要是按卫星有什么样的功能来进行命
名的。主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等。4．同步卫星
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[自学教材]1．卫星的发射地球对周围的物体有引力作用，因而抛出的物体要落回地面。当物体速度足够大时，它将永远不会落回到地面上来，而是围绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。它的向心力是由地球对它的万有引力来充当的。
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2．卫星的运行规律地球卫星绕地球运行的轨道可视为圆形，它受到的万有引力提供向心力。设地球的质量为M，卫星的轨道半径为r，线速度大小为v，角速度为ω，周期为T，向心加速度为a。GM2vGMmr。(1)运行速度：由2＝mr，得：v＝rGMGMm2r3。(2)角速度：由2＝mωr，得：ω＝r4π2r3GMm4π2GM。(3)周期：由2＝m2r，得：T＝rTGMm(4)向心加速度：由2＝ma，得：a＝r
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(4)向心加速度：由GMr2m＝ma，得：a＝
GM r2
。
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重点诠释 1．地球卫星的轨道 (1)卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以 是圆轨道。 (2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一 个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。 (3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的 万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力 指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心。
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特点
理解
周期 一定
同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动与 地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期， 即 T＝24 h
角速度 同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度
一定
由于同步卫星绕地球的运动与地球的自转同步，决定了
轨道 一定
同步卫星的轨道平面应与赤道平面重合。由 GMr2m＝
()
A．为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不
同的轨道上ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B．通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星
的周期都是24 h
C．不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨
道不一定在同一平面上
D．不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度
的大小也是相同的
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解析：同步卫星运动的周期与地球自转周期相同，T＝24 h，角 速度 ω 一定；根据万有引力定律GMr2m＝m4Tπ22r得知，通讯卫星 的运行轨道是一定的，离地面的高度也是一定的。地球对卫星 的引力提供了卫星做圆周运动的向心力，因此同步卫星只能以 地心为圆心做圆周运动，它只能与赤道同平面且定点在赤道平 面的正上方。故 B 正确，C 错误。不同通讯卫星因轨道半径
4π2 m T2 r
得
r＝
3
G4MπT2 2，所有同步卫星的轨道半径相同
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特点
理解
环绕速度 大小一定
由 v＝2Tπr知所有同步卫星绕地球运动 的线速度的大小是一定的(3.08 km/s)
向心加速度 由 GMr2m＝ma 得 a＝GrM2 ，所有同步卫
大小一定
星运动的向心加速度大小都相同
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1．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是
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2．对第一宇宙速度的理解 第一宇宙速度是卫星在星球表面附近做匀速圆周运动时必须 具有的线速度，是所有围绕星球做圆周运动的卫星所具有的最大的 线速度。理解第一宇宙速度，要抓住两个要点：一是“在星球表面 附近”，卫星的轨道半径为 r 与星球的半径 R 相等；二是“匀速圆 周运动”，卫星所受的向心力由万有引力提供，即 GMRm2 ＝mvR12，故 v1＝ GRM，又由于星球表面万有引力约等于重力，即 GMRm2 ＝mg， 故 v1＝ gR。地球的第一宇宙速度约为 v1＝7.9 km/s，月球的第一 宇宙速度约为 1.8 km/s。
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1.人造地球卫星绕地球做匀速圆 周运动的向心力是由地球对卫 星的万有引力提供，其轨道的 圆心与地心重合。 2．人造地球卫星在不同的轨道
上线速度不同，第一宇宙速度v＝7.9 km/s是卫星绕 地球做圆周运动的最大环绕速度。 3．同步卫星的线速度、角速度、周期、轨道、向心加 速度均是一定的。
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1．卫星的发射
[自学教材]
地球对周围的物体有引力作用，因而抛出的物体要落
回地面。当物体速度足够大时，它将永远不会落回到地面
上来，而是围绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。它的 向心力是由地球对它的 万有引力 来充当的。
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2．卫星的运行规律
地球卫星绕地球运行的轨道可视为圆形，它受到的万有引
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2．三类人造地球卫星轨道
(1)赤道轨道，卫星轨道在赤道所在
平面上，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，卫星经过两极上空。
图3－4－1
(3)一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图
3－4－1所示。
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3．卫星的种类 卫星的种类主要是按卫星有什么样的功能来进行命 名的。主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫 星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测 地卫星等。 4．同步卫星 地球同步卫星是指在赤道平面内，以和地球自转角 速度相同的角速度绕地球运动的卫星，同步卫星又叫通 讯卫星。同步卫星有以下几个特点：
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相同，速度大小相等，故无相对运动，不会相撞，A 错误。由GMr2m ＝ma＝mrv2知：通讯卫星运行的线速度、向心加速度大小一定， 所以 D 正确。
答案：BD
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1．第一宇宙速度 使卫星能环绕地球运行所需的 最小 发射速度，其大小 为v1＝ 7.9 km/s ，又称环绕速度。 2．第二宇宙速度 使人造卫星脱离 地球 的引力束缚，不再绕 地球 运行， 从 地表球面发射所需的最小速度，其大小为v2＝ 11.2 km/s ，又称脱离速度。
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3．三种宇宙速度的对比 以地球为例，三种宇宙速度和相应轨 道间的关系如图3－4－2所示。当卫星在 地面附近做圆周运动时，其运行速度即为
图3－4－2
第一宇宙速度7.9 km/s；当卫星到达地面附近时，其速度介 于7.9～11.2 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动；当 卫星到达地面附近时，其速度介于11.2～16.7 km/s之间，
力提供向心力。设地球的质量为 M，卫星的轨道半径为 r，线
速度大小为 v，角速度为 ω，周期为 T，向心加速度为 a。
(1)运行速度：由GMr2m＝mvr2，得：v＝
GM r。
GM
(2)角速度：由GMr2m＝mω2r，得：ω＝
r3 。
(3)周期：由GMr2m＝m4Tπ22r，得：T＝
4π2r3 GM 。
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3．第三宇宙速度 使物体脱离太阳的束缚而飞离太阳系，从地球表面发 射所需的最小速度，其大小为v3＝ 16.7 km/s ，也叫逃逸 速度。
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重点诠释
1．第一宇宙速度的两种推导方法 (1)由万有引力提供向心力得，GMr2m＝mvr2，所以卫星的线速 度 v＝ GrM，第一宇宙速度是指物体在地面附近绕地球做匀速圆 周运动的速度，则当 r＝R 时得第一宇宙速度 v＝ GRM＝7.9 km/s(M 为地球质量，R 为地球半径)。 (2)对于近地卫星，重力近似等于万有引力，mg＝mRv2得 v＝ gR＝7.9 km/s，g 为地球表面的重力加速度。