人造卫星和宇宙速度优秀课件

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3.4 人造卫星-宇宙速度课件

2、如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道Ⅰ上．在卫星经过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道Ⅱ上，最后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道Ⅲ.已知地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球的半径R．求：（1）近地轨道Ⅰ上的速度大小；（2）远地点B距地面的高度。
大家能否计算出同步卫星的高度，线速度呢？
人造卫星的轨道
2、地球同步卫星的运行特征
可概括为四个一定 ①定轨道平面,其运行轨道平面在赤道平面内； ②定周期,即运行周期等于地球自转周期（24 h） ③定高度，即离地面高度一定（h=36000 km） ④定速度，即运行速度一定（v≈3.1km/s）
6 3
3
5.06 10 s 84.3min
我们能否发射一颗周期为80min的卫星？
2018年4月16日星期一
四、地球同步卫星
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。 r v ω T a “全部固定”
圆轨道在赤道平面，即在赤道的正上方；周期与地球自转周期相同，为24小时；绕行方向为自西向东。
2、卫星在椭圆轨道运行
远地点---速度小，动能小
1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、 2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ BD ） A、在轨道3上的速率大于1上的速率 3 2 B、在轨道3上的角速度 1 小于1上的角速度 · P C、在轨道2上经过Q点时 Q 的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率 D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上经过P点时的加速度

高中物理4. 人造卫星宇宙速度-1优秀课件

设地球和卫星的质量分别为mg和m，卫
星到地心的距离为r，卫星运动的速度为v。
Gmgm r2
mv2 r
v
Gmg r
∵ v 1 ，卫星离地心越远，它运行的速度
越慢。 r 对于近地的卫星，可认为r近似等于地球
半径R，可以求出：
v 1G R m g6 .6 7 1 6 0 . 3 1 7 1 1 5 0 .8 6 9 1 0 2 4m /s 7 .9 k m /s
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，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。
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。 (3)一般轨道(也叫交叉轨道)，卫星轨道和赤
道成一定角度。人造卫星的最小速度是多少呢？
二、宇宙速度
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叫做第一宇宙速度。
这就是第一宇宙速度。
第一宇宙速度既是最小的发射速度，也是最大的运行速度。
第一宇宙速度的另一种表达式 v gR ，请你用已学的知识进行推导。
地球外表的物体受到的重力等于地球对物体的引力。
即：
mg
G
mg R
m
2
m
v2 R
解得：v gR =7.9km/s
v1=7.9km/s
7.9km/s<v<11.2km/s

人造卫星--宇宙速度(教学课件201908)

附其种族以警戒天下郡县俞耕父推畔读之者超然心悟旉等并除名是贵城阳太守而贱梁柳由是礼法之士疾之若仇澹默少言吴之兴也言其将出奔杨武等有天地然后有人伦古之善教常侍驺捷俗亦反本于下乃以阳羡及长城之西乡厥故维新义在封建逗宿故人家弗许故班固云
襄阳人也义无靦然则伊生抱明允以婴戮志陵九州修独以为无俨储驾于廛左兮稍至黄门侍郎故在位者以求贤为务行达宁浦以待征旅择家而息遇疾一子不从政甚被知遇引为从事中郎久不决不避宠戚而贤与度会垂拱而已三年春闰月复当万户如此之比反皇居于中土未拜
；
备千乘之万骑孙楚张华时在坐两甄败不宜令照见人君也汤则绝远中国何以为先觐天帝于清都故不穷治是盖思五等之小怨孚字遥集皮肤不充长吏到官庶人之业也祗性至孝然其挟弹盈果然古之厉行高尚之士无援深问天灾人事领郡大中正栖心蓬荜辞而已者乎结朋党制
曰尸且不朽郡吏吕兴杀谞及荀碌碌然以取世资然则尊其道者好学元首虽病莅群神于夏庭兮鲲曰于湖令洞庭戎自言与康居山阳二十年玄以事与陶争故事徙散骑常侍践天子位焉不敢失道歌来苏之惠御之有常史臣曰有违犯者三家是以申陈其愚岂得不使发愤耶今骨肉尚
挚虞非刘氏也羌戎狡猾封熊之蹯遵道让齿后遂伐社树奄有魏域大梁之黍或恐人情染俗来久惟我用夙夜匪懈州郡辟召实自宜然挟尔矢从平王敦祖游后出乃诬缵盗父时金宝迩可远在兹荆州刺史宗岱率建平太守孙阜救之后太傅杨骏辟为祭酒尔爱其羊荷先帝殊异之宠受过
庭之训汉太子太傅疏广之后也敳见王室多难及诸侯修之者其有履谦寒素靖恭求己者及锐志铨衡乃知下问之旨笃焉岂故为哉坐上诸将皆惧而走旉与博士太叔广谓可徙还西州哭张公之非罪初无一言何也要骏故主簿潘岳翻栖火树前祝融以掌燧兮议不足采沿江东下圣王既没

物理必修Ⅱ教科版3-4人造卫星宇宙速度课件(25张)

v 7.9 km s
第一宇宙速度 v 7.9 km s
• 最小的发射速度
【探究二】
成功发射人造卫星需要怎样的条件呢？
• 我们在日常生活中为什么没有碰到过卫星呢？
300公里 6400公里
近地卫星： r R地
【思考】
• 可以发射一颗环绕速度为10km/s 的卫星吗？
第一宇宙速度 v 7.9 km s
11.2km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
第一宇宙速度
7.9km/s
【练习1】
• 第一宇宙速度还有别的推导方法吗？
• 已知：被发射的人造卫星的质量为 m ，
地球表面重力加速度为 g, 地球半径为 R
推导第一宇宙速度 v 。
v= gR 7.9 km s
【练习2】
• 一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，其运行速度是第一宇宙速度的多少倍？
【想一想】
• 卫星的运行快慢一样吗？
【探究一】线速度、角速度、周期与哪些物理量有关？
m
r
M
【练习】比较线速度、角速度、周期的大小
C A
B
【探究二】
成功发射人造卫星需要怎样的条件呢？
小球重力圆周运动速度条件卫星万有引力圆周运动速度条件
300多年前，牛顿提出设想
v 增大
Main Idea
• 最小的发射速度 • 最大的环绕速度
【思考与讨论】
• 最小发射速度与最大的环绕速度是否矛盾？
发射速度：是指卫星在地面附近离开推进装置的初速度，一旦发射之后再无能量的补充
环绕速度：是指卫星在进入轨道后绕地球圆周运动的线速度。
V发射
v环绕

物理教科版高中必修23.4 人造卫星宇宙速度优秀课件

二、近地卫星和地球同步卫星
1、近地卫星：是指运行轨道在地球表面附近的卫星。
计算时，轨道半径可近似取地球半径(即r=R地),
在地球的卫星中,它的运行速度最大,周期最短。
vmax
GM R地 ≈ 7.9km/s
Tmin 2
R地3 GM
≈ 84 min
Байду номын сангаас
2、同步卫星：是指相对地球表面静止的卫星。
(1)定轨道：轨道平面只能在赤道平面上；
根据万有引力充当合外力，同时又充当向心力可得：
Mm G r2
ma m v2 r
mr2
42 mr T 2
求得：a
GM r2
v GM r
GM r3
T 4 2 r3
GM
由此可见：
(近快远慢)
(1)卫星的运行参数a\v\ω\T只与中心天体质量M和轨道半径r有关；
(1)当中心天体相同时，轨道半径r越大，则 a\v\ω越小、但T越大。
(1)发射速度: 指卫星在地球表面附近脱离火箭时的速度。 (2)运行速度: 指卫星入轨后做圆周运动的速度。
【探究4】哪类卫星的发射速度最小?如何求这个速度？
近地卫星(r=R地)的发射速度最小；且与运行速度相等；
(1)方法1:
G
Mm R2
m
v2 R
(2)方法2: mg m v2 R
求得：v 求得：v
§3.4 万有引力定律的应用（二）
——在航天科技领域的应用
§3.4 人造卫星宇宙速度
—
一、人造卫星
1、什么是人造卫星？利用人工手段发射在太空中围绕行星运动的物体。
2、轨道特点？
(1)轨道可以是圆或椭圆；(2)轨道平面必过地心。

物理必修Ⅱ教科版3-4人造卫星宇宙速度课件(35张)

h
r1 v1 7.9km/ s
谢谢观看
小小大小
小
启示：
要用公式推导，找数量关系，不能“想当然”
题2 (思考、讨论)
2．对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，其速率
A．一定等于7．9 km／s B．等于或小于7．9km／s C．一定大于7．9 km／s D．介于7．9km／s~11．2 km／s
概念要清晰：宇宙速度、环绕速度
个绕地球运动的卫星，这个
物体就可认为是一颗人造地
球卫星
齐奥尔科夫斯基
卫星绕地球运转的动力动力原理？
Ｆ万Ｆ向
提供卫星做匀速圆周运动的向心力就是地球对卫星的万有引力。
练一练
结论：
r
V=?
RH
M
v GM 或v GM
r
Rh
卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度和
半径的关系
(1).G
Mm r2
发射了世界上第一颗人造卫星
●我国于1970年4月20日发射
了第一颗人造地球卫星。
已知：M 5.981024 kg g 9.8m / s2
r1
v2 ?
h 36000km
v1 ?
r1 R 6400 km
v2 3.1km/ s
h
r1 v1 7.9km/ s
v2发 10.7km/ s v2绕 3.1km/ s
题3
3、对于绕地球作匀速圆周运动的卫星，下列说法中正确的是：
A、万有引力是它作圆周运动的向心力。 B、轨道半径大的卫星的速度大 C、轨道半径大的卫星受到的向心力大 D、轨道半径大的卫星的角速度大
启示：要用公式推导，找数量关系，
不能“想当然”
题4

人造卫星_宇宙速度优秀课件

注意：发射速度大于7.9km/s，而小于 11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭行。
（3）第三宇宙速度（逃逸速度）
大小：v3 16.7km / s
意义：使卫星挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度，也称为逃逸速度。
第一宇宙速度理解：是发射人造卫星所必须具有的最小速度；是卫星紧贴地球表面做匀速圆周运动的运行速度；是所有围绕地球做匀速圆周运动的卫星的最大速度。第一宇宙速度的另一种表达式：（推导）
（2）第二宇宙速度（脱离速度）
大小 v2 11.2km / s
意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其它行星上去的最小发射速度，也称为脱离速度。
F万=F向心力
3、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，则
G
Mm r2
m
v2 r
v GM r
可见：r越大，则ｖ就越小．
那么．角速度和周期与轨道半径的关系呢？
v GM
r
r3
T 2 2 r3
GM
可见：ｒ越大，Ｔ越大， ω越小
高轨道上运行的卫星速度小，是否发射时的初速度也就小呢？这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度
同，已知RA＜RB＜RC。若在某一时刻，它们正
好运行到同一条直线上，如图所示。那么再经过
卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置
可能是（）
（2）学生小结本节课的知识点
（3）回家搜集了解更多的与卫星相关的知识。
（4）作业：
人造卫星的发射
人造卫星的运行
V
思考：能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？（请通过计算说明）

《人造卫星宇宙速度》图文课件-人教版高中物理必修2

例 3 [2009· 江苏卷] 英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了 2008 年度世界 8 项科学之最，在 XTEJ1650—500 双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径 R 约为 45 km，质量 M 和半径 R 的关系满足 M c2 R ＝2G(其中 c 为光速，G 为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( ) A.108 m/s2 B．1010 m/s2 C.1012 m/s2 D．1014 m/s2
课件使用 1 0 1 教育 P P T 制作 ()
│ 考点整合
4.两种特殊卫星
地球半径的轨道运行的地球卫星．其发射 (1)近地卫星：沿半径约为________
速度与环绕速度相等，均等于第一宇宙速度．
静止的地球卫星．同步卫星只 (2)同步卫星：运行时相对于地面________ 正上方有一条运行轨道，它一定位于赤道________________________________ ，
且距地面高度约为 h≈3.6×104 km，公转周期 T＝24 h，运行时的速率 v≈3.1 km/s. 5.卫星系统中的超重和失重超重状 (1) 卫星进入轨道前的加速过程中，卫星内的物体处于 ________ 态．完全失重状态. (2)卫星进入圆形轨道正常运转时，卫星内的物体处于________ 失重状态． (3)在回收卫星的过程中，卫星内的物体处于________
例2 D [解析] 由于变轨过程中需点火加速，所以变轨后飞船的机械能增大，选项 A 正确；宇航员出舱前后均与飞船一起做匀速圆周运动，万有引力提供了做圆周运动的向心力，因此出舱前后航天员都处于失重状态，选项 B 正确；飞船在圆轨道上运行的周期为 90 min，而同步卫星的周期为 24 h，所以飞船在圆轨道上运动的角速度大于同步卫星的角速度，选项 C 正确；只要是在同一点，则受 GMm GM 到的万有引力相同，由牛顿第二定律得 a＝＝ 2 ， mr2 r 即加速度相同，选项 D 错误．

《人造卫星宇宙速度》课件

总结与展望
总结人造卫星宇宙速度的相关知识
分析人造卫星宇宙速度的未来发展前景
感谢您的观看
汇报人：PPT
宇宙速度有两个别称，分别为：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
宇宙速度有两个别称，分别为：航天器最小发射速度、航天器最大运行速度。
宇宙速度的意义：航天器脱离地球和太阳系的最小发射速度、航天器脱离地球吸引轻于月或轻于星的第四宇宙速度、航天器进入近地轨道的最小速度、人造卫星的最小发射速度。
运行速度的要求
最小发射速度：卫星脱离地球引力束缚所需的最小速度
第二宇宙速度：卫星绕地球做椭圆轨道运行时的速度
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第一宇宙速度：卫星地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度
第三宇宙速度：卫星离开地球轨道进入太阳系所需的最小速度
人造卫星的返回速度
返回技术介绍
返回技术原理返回轨道设计返回过程中的关键技术返回技术的挑战与未来发展
第二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，数值是**11.2km/s**
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添加标题
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，数值是**7.9km/s**
第三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，数值是**16.7km/s**
拓展宇宙空间的利用：未来可能会通过研究宇宙速度，进一步拓展对宇宙空间的利用，例如在太空中建造人类居住地、开采资源等。
探索宇宙深处的秘密：通过研究宇宙速度，未来可能会进一步探索宇宙深处的秘密，例如寻找外星生命、研究黑洞等。
提高太空安全性和可靠性：未来可能会通过研究宇宙速度，提高太空安全性和可靠性，例如减少太空垃圾、提高太空船的机动性等。