万有引力定律的应用

1、嫦嫦娥娥奔奔月月万户飞天万户飞天齐奥尔科夫斯基齐奥尔科夫斯基（1857193518571935） 他他9 9岁因病失聪，完全靠自岁因病失聪，完全靠自学在学在2323岁时成为中学老师。自从岁时成为中学老师。自从看了凡尔纳写的看了凡尔纳写的从地球到月球从地球到月球科幻小说后，便迷恋宇航，希望科幻小说后，便迷恋宇航，希望能找到飞向太空的方法。为验证能找到飞向太空的方法。为验证气流对飞行器的影响，他经常拉气流对飞行器的影响，他经常拉着自制的风筝在泥泞的地里奔跑，着自制的风筝在泥泞的地里奔跑，如醉如痴。如醉如痴。 他提出了宇宙飞船利用喷气他提出了宇宙飞船利用喷气运动的原理，画出了运动的原理，画出了第一张

2、宇宙第一张宇宙飞船的工作图飞船的工作图，论证了液体火箭论证了液体火箭发射卫星的可能性，并提出了用发射卫星的可能性，并提出了用多级火箭多级火箭和和惯性导航惯性导航实现星际旅实现星际旅行的梦想。行的梦想。 - -现代火箭航天技现代火箭航天技术的先驱，被誉为术的先驱，被誉为“宇航之父宇航之父”。牛顿的手稿牛顿的手稿 -发射人造卫星原理发射人造卫星原理 1、牛顿对发射人造卫星的构想：、牛顿对发射人造卫星的构想： 从高山上用不同的水从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一平速度抛出物体，速度一次比一次次比一次大大，落点也就一，落点也就一次比一次离山脚次比一次离山脚远远。如果。如果没有空气阻力，没有空气阻

3、力，当速度足当速度足够大时，物体就永远不会够大时，物体就永远不会落到地面上来落到地面上来，它将绕地，它将绕地球旋转成为一颗绕地球运球旋转成为一颗绕地球运动的动的人造地球卫星人造地球卫星。 二、人造地球卫星二、人造地球卫星这个“足够大的速度”需要多大 地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星轨道半径为r，且知地球上的重力加速度为g；求绕地球表面附近运转卫星的速度v向引FF rvm22rMmGrGMvKgM241098. 52211/1067. 6KgmNGmR61037.6M=5.981024Kg地球半径地球半径m向引FFgRvMm地球表面上的物体，地球表面上的物体，2vm gmR重力重力近似等于近

4、似等于万有引力，即：万有引力，即：引Fmg mR61037.62/8.9smg 解法二：解法二：向Fmg地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星轨道半径为r，且知地球上的重力加速度为g；求绕地球表面附近运转卫星的速度v 当卫星在当卫星在地面附近地面附近绕地球运绕地球运行，轨道半径行，轨道半径r即为地球半径即为地球半径R地地, GMvR地22MmvGmRR地地 地球半径R地地=6400km，地球质量M=5.981024kg17.9km /GMvsR地（在轨道上的运（在轨道上的运行速度）行速度） 要发射一颗要发射一颗轨道半径轨道半径大于大于地球半径地球半径的人造卫星，的人造卫星，发射速度必须发射速度必

5、须大于大于7.9km/s 。但所有卫星的环绕速度都。但所有卫星的环绕速度都必须必须小于小于7.9km/s。所以。所以第一宇宙速度第一宇宙速度是：是：讨论：讨论： 脱离速度）脱离速度） 意义：意义：物体刚好能克服地物体刚好能克服地球的引力作用，离开地球球的引力作用，离开地球而而绕太阳运动绕太阳运动的速度。的速度。 发射速度发射速度大于大于7.9km/s，而，而小于小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹，卫星绕地球运动的轨迹不是圆不是圆，而，而是椭圆是椭圆；等于或大于等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱时，卫星就会脱离地球的引力，离地球的引力，不再绕地球运行不再绕地球运行。大小：大小：v2

6、=11.2km/s意义：意义：物体刚好能物体刚好能摆脱太摆脱太阳引力的束缚阳引力的束缚而飞到太阳而飞到太阳系以外的速度。系以外的速度。 逃逸速度）逃逸速度）大小：大小：v3=16.7km/s 我国发射的人造卫星类型我国发射的人造卫星类型 h241TskmsmTrv/1 . 3/36002410237. 414. 3227sradsradT/103 . 7/36002414. 3225)()2()(22hRTmhRMmG地地kmRGMmh4312106 .3)4(地同步卫星离地面高度为h，地球半径为R地，FF引向r v w T a “全部一定全部一定” F引abc2. 若人造卫星围绕地球做匀速圆

7、周运 动，下列说法正确的是：A.卫星离地面越高，它的运行速度越大B.卫星离地面越高，它的运行速度越小C.卫星离地面越高，它的角速度越大D.卫星离地面越高，它的运行周期越大在地面发射的卫星在地面发射的卫星进入太空时要达到的速度进入太空时要达到的速度 ；卫星进入运行轨道后卫星进入运行轨道后稳定运行时的线速度稳定运行时的线速度； 2. 若人造卫星围绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是：A.卫星离地面越高，它的运行速度越大B.卫星离地面越高，它的运行速度越小C.卫星离地面越高，它的角速度越大D.卫星离地面越高，它的运行周期越大2rMGa向3rGMGMrT32rGMv 3. 人造地球卫星在运行中，由于

8、受到稀薄大气人造地球卫星在运行中，由于受到稀薄大气的阻力作用，其运动轨道半径会逐渐减小，的阻力作用，其运动轨道半径会逐渐减小，在此进程中，以下说法中正确的是：在此进程中，以下说法中正确的是： A、卫星的速率将增大、卫星的速率将增大 B、卫星的周期将增大、卫星的周期将增大 C、卫星的向心加速度将增大、卫星的向心加速度将增大 D、卫星的角速度将增大、卫星的角速度将增大 4. 关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的：关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的：A、是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运、是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度行速度B、是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运、是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度行速度C、是人造卫星绕地球飞行所需的最小发射速度、是人造卫星绕地球飞行所需的最小发射速度D、是人造卫星绕地球运动的最大运行速度、是人造卫星绕地球运动的最大运行速度2GT3只需知道只需知道靠近天体靠近天体表面表面运转物体的运转物体的周期周期T.232GT4