人造卫星宇宙速度1

§6.5宇宙航行人类航天始祖人类航天的始祖是我国明朝的万户。在15世纪的我国明朝早期，一位名叫“万户”的官员，在一把椅子的背后装上47支火箭。当然，那是当时能买到的最大的火箭。他自己坐在椅子上，并用绳子绑紧。两手则各拿一个大风筝。然后他要仆人将47支火箭同时点燃，想借用火箭的力量把他推向空中。这是美国人罗伯特·吉姆在1945年出版的《火箭与喷射》一书中的叙述。英国、德国和前苏联的一些火箭专家，在他们的著作中也提到或引用了这件事。可见，万户是世界上公认的“第一个尝试利用火箭进行飞行的人”。为表彰他的功绩，国际天文联合会将月球上的一座环形山命名为“万户”。航天科学的三位先驱

齐奥尔科夫斯基

于1903年发表了《利用喷气工具研究宇宙空间》一文和以他的名字命名的公式，奠定了火箭和液体发动机的理论基础还证明了脱离地球引力必须使用多级火箭。

航天科学的三位先驱戈达德1926年他研制出世界上第一枚液体火箭航天科学的三位先驱

冯·布劳恩

第二次世界大战时，纳粹德国在波罗的海边的佩内明德建了一个秘密导弹工厂。冯·布劳恩带领一批科学家在那里研制出现代导弹的鼻祖V-2。V-2导弹在二战中被成批生产并用于实战，主要用来轰炸伦敦。一、人造卫星的发射二、宇宙速度三、人造卫星的超重和失重学习目标一．卫星的发射V以多大的速度抛出物体，它才会环绕地球表面运动,不会落下来?思考：思考：1.卫星绕地飞行时其v，ω，T，a与哪些量有关系？2.有什么关系？近地面的卫星的速度是多少呢？思考：1.能不能发射一颗运行速度大于7.9km/s的卫星？2.以多大的速度发射卫星，它才会环绕地球表面运动,不会落下来?练习1：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢？发射一颗绕地球做圆周运动的人造卫星,如果它的轨道半径是地球4倍,它的轨道速度是第一宇宙速度的多少倍？例12.第二宇宙速度(脱离速度)

V=11.2km/s

V1=7.9Km/sV2=11.2Km/sV3=16.7Km/s3.第三宇宙速度(逃逸速度)V=16.7km/s

V=7.9km/s1第一宇宙速度

(环绕速度)二.宇宙速度若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍。半径是地球的1.5倍，则此行星的第一宇宙速度为多少？练习2：三、人造卫星的超重和失重1、发射和回收阶段发射加速上升超重回收减速下降超重2、沿圆轨道正常运行只受重力a=g完全失重与重力有关的现象全部消失天平弹簧秤测重力液体压强计四、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：T＝24h2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上，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。对同步卫星：

其r、v、ω、T

、g均为定值3.同步卫星的高度h为固定值（h=35786Km）4.同步卫星速度

为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。5同步卫星的个数h练习：求同步卫星离地面高度地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h？思考：同步卫星h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较赤道轨道极地轨道倾斜轨道同步轨道自转轴五.同步卫星的发射和回收（卫星的变轨问题）

例1．通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是[]A、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内B、所有的地球同步卫星的质量都相等C、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运动的角速度都相等D、所有的地球同步卫星离地心的距离都相等ACD例2一颗人造地球卫星距地面的高度为h,设地球半径为R，卫星运动周期为T地球表面处的重力加速度为g,则该同步卫星的线速度的大小应该为[]BCA

B2（h+R）/T

C

D

ABD

例6、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是：[]A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B、卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C、卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D、卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

例题分析（双星问题）

解题要点：①双星的向心力大小相同②双星的角速度相同梦想成真人类遨游太空回顾

尤里·加加林

1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号航天器，绕地球飞行108分钟后，胜利地完成人类历史上第一次宇宙飞行的任务，使人类遨游太空的梦想终于变成现实。1963年6月16日驾驶宇宙飞船“东方6号”升空，作围绕地球48圈的飞行，成为人类第一位进入太空的女性，并为此荣获苏联英雄称号。人类遨游太空回顾人类遨游太空回顾尼尔·阿姆斯特朗巴兹·奥尔德林1969年7月20日，美国宇航员巴兹·奥尔德林（如图）和尼尔·阿姆斯特朗（头盔中影像）乘“阿波罗”11号飞船首次登上月球。人类遨游太空回顾布鲁斯·麦坎德利斯1984年6月7日，美国航天飞机“挑战者”号宇航员布鲁斯·麦坎德利斯使用载人机动装置，离开航天飞机320英尺，完成了人类首次无安全索太空行走人类遨游太空回顾蒂托2001年4月30日，第一位太空游客、美国人蒂托（中）快乐地进入国际空间站，开始了他为期一周的太空观光生活。太空旅游的开辟使得普通人也能够像宇航员一样畅游星际之间。人类遨游太空回顾杨利伟2003年10月15日，中国自行研制的“神舟”五号载人飞船，在酒泉卫星发射中心发射升空后，准确进入预定