人造卫星、宇宙速度ppt 教科版

300年前牛顿的猜想
牛顿的手稿
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思考讨论1:物体初速度达到多大时就可以成为一颗 人造卫星呢?
“东方红一号”中国第一颗人造地球卫星
齐奥尔科夫斯基 —“宇宙航行之父” 前苏联发射的第一颗人造地球卫星
各种各样的卫星……
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一、理性的思维过程
高山
从高山上用不同的 水平速度抛出物体， 速度一次比一次大， 落地点就一次比一 次远，当速度足够 大时，物体就将永 远不会落到地面上， 它将围绕地球旋转 成为一颗地球运动 的人造地球卫星。
T越大。
二、 宇宙速度
１.第一宇宙速度（环绕速度）
对于靠近地面的卫星（近地卫星），可以认为 此时的r近似等于地球半径R，把r用地球半径R代 入，可以求出
v1
GM R

6.6710 11 5.9810 24 6.3710 6
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 圆周运的最大环绕速度，叫做第一宇宙速度。
第三章 万有引力定律
3.4 人造卫星 宇宙速度
知识回顾：
• 1.万有引力定律的表达式？
• 2.行星运动向心力的来源？ • 3.小球从同一高度做平抛运动，随初速度的增大，轨 迹将如何变化？
古人的梦想
外国人的飞天梦
嫦娥奔月
万 户 飞 天
在14世纪中国明代，有一位叫万户的军 中工匠，制造了一把“飞天椅”，并在椅子后 面捆绑了47支“飞龙”火箭，试图乘坐它上天 飞行。万户坐到椅子内，手持两只大风筝， 点燃火箭，“飞龙”火箭把座椅推向半空，随 风筝飞了起来，但很快一声爆炸，“飞天椅” 摔到山坡下，万户以生命为代价的尝试终告 失败。 万户是世界上第一个利用火箭向太空 搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借 助火箭推力升空的创想是世界上第一个，因 此他被世界公认为“真正的航天始祖”，为了 纪念这位世界航天始祖，世界科学家将月球 上的一座环形火山命名为“万户山”。
（1） （2） （3）
r
M
（4）
理想模型—圆形轨道 2 GMm v GM = m ∴ v 2 r越大， r r r GM GMm 有： ∴ a 2 ma r r2 v越小， GMm GM 2 ∴ m r 3 2 r a越小， r GMm 2 2 r3 w越小， m( ) r ∴ T 2 2 GM T r
截止2016年4月北斗卫星发射完成60%
西昌卫星发射中心
风雪中领命出征
四川科技馆
北极
极地卫星
北极
南极
南极
一、卫星的轨道
卫星的轨道
极地轨道
倾斜 轨道
赤道轨道 同步 轨道 自转轴
卫星的轨道
温馨提示：请做笔记！
卫星轨道特点： 所有卫星的轨道都必须以地心为轨道圆心或焦点。
重力=万有引力=向心力
人造卫星的发射速度与运行速度
1、发射速度是指被发射物在地面附近离开发射 装置时的速度,并且一旦发射就再也没有补充能 量,被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力 做功上升一定高度,进入运行轨道.因卫星上升过 程中要克服引力和空气阻力(在大气层中时)做功 消耗动能,所以卫星越高,发射速度越大 2、运行速度(环绕速度)是指卫星在进入轨道后 绕地球做匀速圆周运动的线速度,根据 v GM 可 r 知,卫星越高轨道半径越大,卫星运行速度(环绕 速度)就越小,近地卫星可认为v发=v运 ,其它较高 卫星的v发＞v运.
故:
r V 发 V环
温馨提示：请做笔记！
第一宇宙速度v1=7.9km/s是人造卫星的 最小发射速度，近地卫星的最大环绕速度.
如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大 于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的 轨迹是椭圆。
2.第二宇宙速度（脱离速度）
当物体的速度(发射速度)大于或等于 11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再 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。
地球
人 造 卫 星 的 发 射 过 程 ：
1、在实验 室组装飞船
飞船 分为轨道实 验仓、返回 仓、动力仓 三部分
2、将飞船装入运载火箭
3、飞船从总装 系统移向发射塔
4、飞船进入 发生勤务塔
5、发射升空
神六的发射 视频
梦想成真，展望未来
1957年10月4日，苏联发射 第一颗人造地球卫星。
1961年4月12日苏联空军少校 加加林乘坐东方一号载人飞 船进入太空，实现了人类进 入太空的梦想。
轨道位置： ①②③ 以下那些轨道是可能的？ ①与赤道共面轨道 ②通过两极点上空轨道 ③与赤道成某一角度的圆轨道
卫星运行规律
假设：人造卫星质量为m，地球质量为M， 人造卫星到地心的距离为r。 讨论：随着人造卫星到地心的距离为r的 m 增大，卫星的线速度v、向心加速度a、角 速度w、周期T分别怎么变化？
万户飞天
认识卫星
太阳
恒星
人造卫星
地球
行星
月亮
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卫星
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．
1969年7月20日，阿波罗11 号将人类送上了月球。
我国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空
2003年10月15日 神舟五号杨利伟
嫦娥工程
2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦 娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶 段。2007年10月24日18时05分，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完 成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日18时57 分59秒“嫦娥二号”顺利发射，也已圆满并超额完成各项既定任务。 2012年9月19日，月球探测工程首席科学家欧阳自远表示，探月工 程已经完成嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。嫦娥四号是 嫦娥三号的备份星。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和 分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。