高一物理宇宙航行PPT教学课件 (4)
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rvwTa “全部固定”
T=1天=86400秒 h=36000Km V=3.07Km/s
梦想成真：
谁为人类迈向太空提供科学思想 19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气 推进的多级火箭） 第一颗人造地球卫星何时何地发射成功
1957年10月4日苏联 第一艘载人飞船何时何地发射成功
1961年4月12日 苏联 加加林 东方一号载人飞船 人类何时登上月球
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
这个速度应该有多大呢？
方法一：由于卫星在地球附近环绕时，卫星 做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根 据牛顿第二定律得
由此可见： V=7.9km/s
这就是物体在地面附近绕地球做匀 速圆周运动所必须具备的最小速度， 称为：第一宇宙速度（环绕速度）
在地面附近发Biblioteka Baidu飞行器，如果它的 速度大于7.9km/s会怎么样呢？
在地面附近发射 飞行器，如果发 射速度大于 7.9km/s，而小于 11.2km/s，那么它 绕地球运动的轨 道就不是圆，而 是椭圆。
1969年7月16日9时32分，美国 阿波罗11号升空，19日进入月球轨 道，20日下午4时17分着陆，10时56分阿姆斯特朗踏上月面
对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言， 却是巨大飞跃
中国航天事业
1992年载人航天工程正式启动 2003年10月15日9时，神州5号宇宙飞船在酒泉卫星中心成 功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行14圈，10月 16日6时23分降落在内蒙古主着陆场 中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家
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，卫星的环绕速度为v，由于
卫星运动所需的向心力由万有引力提供
卫星绕地球环绕的速度是?
GMm mv2
r2
r
v GM r
r大, v发射大;而v环绕却小
行星
地球同步卫星
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。
mg m v2 R
vg R 6 .3 7 1 0 6 9 .8 m /s 7 .9 k m /s
方法二：卫星做圆周运动，由万 有引力提供向心力，根据牛顿第二定律 得
Mm
v2
G r2
m r
v G r M 6 .6 7 1 6 0 . 3 1 7 1 1 5 0 .8 6 9 1 0 2 4 m /s 7 .9 k m /s
V3=16.7km/s
V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
如果速度继续增加，达到或大于 11.2km/s时，它就会克服地球的引力， 永远离开地球，成为绕太阳运动的 一颗人造行星
我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度
(脱离速度)
（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：
①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小 发射速度．
神舟六号发射升空
宇航员聂海胜太空中拍照片
费俊龙聂海胜空地通话
两位宇航员凯旋归来
v316.7km /s
②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．
3 人造卫星的发射速度与 环绕速度是两个不同的概念
高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难。 原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球 对它的引力做更多的功．
环绕速度：是指卫星在进入环绕轨道后 绕地球做匀速圆周运动的线速度
T=1天=86400秒 h=36000Km V=3.07Km/s
梦想成真：
谁为人类迈向太空提供科学思想 19世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气 推进的多级火箭） 第一颗人造地球卫星何时何地发射成功
1957年10月4日苏联 第一艘载人飞船何时何地发射成功
1961年4月12日 苏联 加加林 东方一号载人飞船 人类何时登上月球
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
这个速度应该有多大呢？
方法一：由于卫星在地球附近环绕时，卫星 做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根 据牛顿第二定律得
由此可见： V=7.9km/s
这就是物体在地面附近绕地球做匀 速圆周运动所必须具备的最小速度， 称为：第一宇宙速度（环绕速度）
在地面附近发Biblioteka Baidu飞行器，如果它的 速度大于7.9km/s会怎么样呢？
在地面附近发射 飞行器，如果发 射速度大于 7.9km/s，而小于 11.2km/s，那么它 绕地球运动的轨 道就不是圆，而 是椭圆。
1969年7月16日9时32分，美国 阿波罗11号升空，19日进入月球轨 道，20日下午4时17分着陆，10时56分阿姆斯特朗踏上月面
对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言， 却是巨大飞跃
中国航天事业
1992年载人航天工程正式启动 2003年10月15日9时，神州5号宇宙飞船在酒泉卫星中心成 功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行14圈，10月 16日6时23分降落在内蒙古主着陆场 中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家
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，卫星的环绕速度为v，由于
卫星运动所需的向心力由万有引力提供
卫星绕地球环绕的速度是?
GMm mv2
r2
r
v GM r
r大, v发射大;而v环绕却小
行星
地球同步卫星
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。
mg m v2 R
vg R 6 .3 7 1 0 6 9 .8 m /s 7 .9 k m /s
方法二：卫星做圆周运动，由万 有引力提供向心力，根据牛顿第二定律 得
Mm
v2
G r2
m r
v G r M 6 .6 7 1 6 0 . 3 1 7 1 1 5 0 .8 6 9 1 0 2 4 m /s 7 .9 k m /s
V3=16.7km/s
V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
如果速度继续增加，达到或大于 11.2km/s时，它就会克服地球的引力， 永远离开地球，成为绕太阳运动的 一颗人造行星
我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度
(脱离速度)
（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：
①意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小 发射速度．
神舟六号发射升空
宇航员聂海胜太空中拍照片
费俊龙聂海胜空地通话
两位宇航员凯旋归来
v316.7km /s
②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．
3 人造卫星的发射速度与 环绕速度是两个不同的概念
高轨道发射卫星比低轨道发射卫星困难。 原因是高轨道发射卫星时火箭要克服地球 对它的引力做更多的功．
环绕速度：是指卫星在进入环绕轨道后 绕地球做匀速圆周运动的线速度