物理必修二：6.5-《宇宙航行》课件(新人教版必修2)

1、一、人造卫星的发射原理一、人造卫星的发射原理二、宇宙速度二、宇宙速度三、人造卫星的运动规律三、人造卫星的运动规律四、地球同步卫星四、地球同步卫星 一、人造卫星的发射原理一、人造卫星的发射原理牛顿设想：牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落加地面抛出速度很大时，物体就不会落加地面设地球质量为设地球质量为M M，半径为，半径为R R。人造地球卫星在。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为圆轨道上运行，质量为m m，轨道半径为，轨道半径为r r。那。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速速度度v v如何推算如何推算？ 22MmvGmrrGMvr卫星离地心越远，它运行

2、的速度越慢。卫星离地心越远，它运行的速度越慢。1rv112466.67 105.89 1016.37 10/7.9/GMRvm skm s这就是人造地球卫星在地面附近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绕地球做匀速圆周运动所必须具有的有的最低发射速度最低发射速度，叫做，叫做第一宇第一宇宙速度宙速度。近地面的卫星的速度是多少呢？近地面的卫星的速度是多少呢？11226.67 10/GN mkg已知：66.37 10Rm245.89 10Mkg二、宇宙速度二、宇宙速度1 1、第一宇宙速度：、第一宇宙速度： ( (环绕最大速度环绕最大速度） V1=7.9km/s地球11.2km/s

3、v7.9km/s2 2、第二宇宙速度：、第二宇宙速度：( (脱离速度脱离速度) ) V2=11.2km/sV3=16.7km/s3 3、第三宇宙速度：（、第三宇宙速度：（逃逸速度逃逸速度）17.9/GMvkm sR17.9/vgRkm s法二：211.2/vkm s316.7/vkm s概念辨析概念辨析发射速度和运行速度发射速度和运行速度1、发射速度：、发射速度：是指被发射物在地面附近离开是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。发射装置时的速度。2、运行速度：、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。匀速圆周运动的速度。1GMvrr v近地卫星近地

4、卫星vv运发其它卫星其它卫星vv运发宇宙速度均指发射速度宇宙速度均指发射速度第一宇宙速度为在地面发射卫星的最第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度小速度，也是环绕地球运行的最大速度三、人造卫星的运动规律三、人造卫星的运动规律223(2) :M mGMGmrrr卫地地卫由得23224 2(3) :M mrGmrTrTGM卫地卫地由得22(1) :M mGMvGmvrrr卫地地卫由得可见：可见：v v、T T 与与 r r 为为 一一 一对应关系一对应关系四、地球同步卫星四、地球同步卫星1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫

5、星，它在轨道上跟着地球自转，同步地人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：做匀速圆周运动，它的周期：T24h2、所有的同步卫星只能、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一分布在赤道上方的一个确定轨道上个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。对同步卫星：对同步卫星：其其r、 v、T 、g 均为均为 定值定值 3. 3.地球同步卫星地球同步卫星地球同步卫星的特点：地球同步卫星的特点：“四个一定四个一定”（1 1）周期一定：）周期一定：T=24hT=24h（2 2）高度一定）高度

6、一定: : 在赤道上空处在赤道上空处（3 3）速率一定：线速度）速率一定：线速度v v3.1 km3.1 kms s（4 4）轨道平面一定：与地球赤道平面共面）轨道平面一定：与地球赤道平面共面。轨道平面过球心轨道平面过球心h=3.6107mr=4.2107mv=3km/sT=24hh=3.8108mr3.8108mv=1km/sT=27天天h0r=6.4106mv=7.9km/sT=84分钟分钟同步卫星同步卫星近地卫星近地卫星月球月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较近地卫星、同步卫星、月球三者比较2、两颗人造地球卫星质量之比、两颗人造地球卫星质量之比m1 m2=1 2,轨道半径之比轨道半径之比

7、R1 R2=3 1，下列有关数据之，下列有关数据之比正确的是比正确的是( )A、周期之比、周期之比T1 T2=3 1 B、线速度之比、线速度之比v1 v2=3 1C、向心力之比、向心力之比F1 F2=1 9 D、向心加速度之比、向心加速度之比a1 a2=1 9例题分析例题分析1、人造地球卫星的轨道半径越大，则、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )A、速度越小，周期越小、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小、速度越小，加速度越小C、加速度越小、加速度越小,周期越大周期越大D、角速度越小、角速度越小,加速度越大加速度越大BCD1999年年5月月10日，我国成功地发射了日，我国成功地发射了“一箭双一箭双星星”，将，将“风云风云1号号”气象卫星和气象卫星和“实验实验5号号”科科学实验卫星送入离地面学