宇宙速度-课件

1895年，俄国宇航先驱齐奥尔科夫斯基在一篇名为 《天地幻想和全球引力效应》的论文中率先提出了制造人 造卫星的设想。1957年10月4日，苏联将第一颗人造卫星 送入环绕地球的轨道。此后，数以千计的人造卫星、空间 站，被相继发射进入轨道，用于通信、导航、收集气象数 据和其他许多领域内的科学研究。
牛顿人造地球卫星的设想图
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 环绕速度。
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。
地球表面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
7v.19=k7m./9sk<mv/<s11.2km/s
如果人造地球卫星进入地面
A.“神舟”六号运行的向心加速度大于同步卫星的向心
加速度
B.“神舟”六号在圆轨道上的运行速率小于同步卫星的速 率
C.“神舟”六号在圆轨道上的运行角速度小于同步卫星的 角速度
D.“神舟”六号运行时离地面的高度小于同步卫星的高度
5．在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面
的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，
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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
Main Idea
轨迹是椭圆。
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。
3.第三宇宙速度： 如果物体的速度大于或等于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。
则（ B ） A．卫星运动的速度为 2 g R B．卫星运动的周期为 4 R
g
C．卫星运动的加速度为 1 g
2
D．卫星的动能为 1 m g R
2
6．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现 A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗 卫星的周期相等，以下判断正确的是（ AD ） A．天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比 B．两颗卫星的线速度一定相等 C．天体A、B的质量一定相等 D．天体A、B的密度一定相等
v 增大
平抛
洲际 导弹
人造
Main Idea
卫星
人造地球卫星的最小速度有多大呢？
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。 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。
由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的， 所以，
Gmgm r2
4. 人造卫星 宇宙速度
1.了解人造卫星的有关知识。 2.会推导第一宇宙速度，知道第二、第三宇宙速度。 3.能用所学知识求解卫星基本问题。
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 绕地球运动的人造地球卫星。 简称人造卫星。
Main Idea
7．我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量 为1.24 t，在某一确定的轨道上运行.下列说法中正确的 是（ B ） A．它定点在北京正上方太空，所以我国可以利用它进行电 视转播 B．它的轨道平面一定与赤道平面重合 C．若要发射一颗质量为2.48 t的地球同步通信卫星，则该 卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径大 D．要发射一颗质量为2.48 t的地球同步卫星，则该卫星的 轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/2/282021/2/28Februar y 28, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/282021/2/282021/2/282021/2/28
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
Baidu Nhomakorabea太阳
Main Idea
三、卫星的运行(圆周轨道)
绕地球作匀速圆周运动的卫星， 其所需向心力由万有引力提供
v1=7.9km/s
基本方程 万有引力 = 向心力
辅助方程 重力近似 =万有引力
G Mm r2
ma
v2 m
r
M a G r2 v GM
r
m2r
M G r3
B Main Idea A C
m
r
1．关于第一宇宙速度，下面说法：①它是人造卫星绕地 球飞行的最小速度；②它是发射人造卫星进入近地圆轨 道的最小速度；③它是人造卫星绕地球飞行的最大速度； ④它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。以上 说法中正确的有（ ）B
A．①②
B．②③
C．①④
D．③④
2．对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法 正确的是（ D ） A．人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7.9km/s B．从卫星上释放的物体将作平抛运动 C．在卫星上可以用天平称物体的质量 D．我国第一颗人造地球卫星（周期是6.84×103s）离地面 高度比地球同步卫星离地面高度小
3. 火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨 道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分。火卫二的 周期为30小时18分，则两颗卫星相比( AC ) A．火卫一距火星表面较近 B．火卫二的角速度较大 C．火卫一的运动速度较大 D．火卫二的向心加速度较大
4．某同学通过直播得知“神舟”六号在圆轨道上运转一圈 的时间小于24小时，由此他将其与同步卫星进行比较而得 出以下结论，其中正确的是（ AD ）
mv2 r
v
Gmg r
从上式可以看出: v 1 ，卫星离地心越远，它运
行的速度越慢。
r
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R代入，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 4 m /s 7 .9 k m /s
1. 宇宙速度
第一宇宙速度v1=7.9km/s 第二宇宙速度v2=11.2km/s 第三宇宙速度v3=16.7km/s
2.卫星的运行
a
G
M r2
v GM r
M G r3
T 2 r3 GM
3.地球同步卫星
保持在地球赤道的地面上空、运行周期与地球的自转周
期相同的人造地球卫星。
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/282021/2/28Sunday, February 28, 2021
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13、知人者智，自知者明。胜人者有 力，自 胜者强 。2021/2/282021/2/282021/2/282021/2/282/28/2021
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14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年2月28日星期 日2021/2/282021/2/282021/2/28
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年2月2021/2/282021/2/282021/2/282/28/2021
2 T
2
T 2
r3 GM
常见的人造卫星
气
资
象
源
卫
卫
星
星
技
通
术
信
实
卫
验
星
卫
星
四、地球同步卫星
地球同步卫星是保持在地球
赤道的地面上空、运行周期
与地球的自转周期相同的人
造地球卫星。
GMr2mmr
42 T2
得：r
3
GMT2 42
Rh
得：h
3
GMT2 42
R
3.58107m
同步卫星轨道
Rr h
同步卫星离地面 的高度是定值