宇宙航行+高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

宇宙航行竖直上抛一个物体，它能成为卫星吗？不能成为卫星，物体所受万有引力与物体速度在同一直线上，不可能做圆运动如何抛出小球，它才有可能成为卫星？水平抛出，使速度与万有引力方向垂直卫星如何发上天问题情境平抛物体速度逐渐增大，物体的落地点怎样变化？若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?物体不再落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大落地点也就一次比一次远如果速度足够大，物体就不再落回地面它将绕地球运动，成为人造地球卫星牛顿牛顿的大炮以多大的速度将物体水平抛出，物体才能成为卫星？抛出后即做圆周运动，重力恰好提供向心力牛顿的大炮人们把7.9km/s称为

第一宇宙速度是最小发射速度第一宇宙速度如果发射速度大于7.9km/s，卫星会怎么运行呢？卫星将沿椭圆轨道运行发射速度越大，椭圆轨道越扁，远地点越远有没有这样一种可能，卫星做椭圆运动的轨道无限大即卫星脱离地球的束缚？第二宇宙速度11.2km/s称为

，又称为如果发射速度等于或大于11.2km/s，物体就会脱离地球引力的束缚，称为绕太阳运动的人造卫星，或飞到其他行星上去如果发射速度更大，卫星会不会飞得更远？第二宇宙速度逃逸速度第二宇宙速度16.7km/s称为

，又称为如果物体发射速度等于或大于16.7km/s时，物体就会挣脱太阳引力的束缚，飞到宇宙空间去注意：宇宙速度均指发射速度，卫星的运行速度一定小于发射速度第三宇宙速度脱离速度第三宇宙速度再见太阳再见地球再见地面7.9km/s11.2km/s16.7km/s7.9km/s11.2km/s16.7km/sv三个宇宙速度的数值均是相对哪个参照物而言？相对地心而言①近地卫星的发射由火箭把卫星发射到预定高度，然后调整方向和大小，使卫星进入轨道②远地卫星的发射卫星发射过程你能区分发射速度和运行速度吗？发射时卫星获得的速度卫星进入运行轨道，围绕地球运行的速度对于人造卫星，万有引力提供向心力只要中心天体M和轨道半径r定，其他运行参数都是固定的一颗绕地球运行的人造卫星质量为m，轨道半径为r，周期为T，线速度为v，角速度为w，向心加速度为a卫星的运行规律迄今为止，人类已发射八百多颗人造卫星那么只要它的预想轨道是圆（绕地球的圆），我们就可以发射一个沿该圆运行的人造卫星吗？想一想ABCDA、B、C、D四条轨道中哪些不能作为卫星轨道？所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上D轨道不可能做为卫星的轨道D轨道上，卫星所受万有引力不指向圆轨道圆心，卫星不会沿该轨道做匀速圆周运动下面A、B、C、D四条轨道，谁可作为同步卫星的轨道？极地轨道卫星赤道轨道卫星一般轨道卫星同步卫星的轨道同步卫星的运行规律对于在同一轨道运行的两个卫星，它们会相撞吗？不会它们的线速度相同对于在相同轨道半径的不同轨道上运行的两个卫星，它们会相撞吗？可能在轨道交点相撞卫星运行规律的反思F引>F向F引<F向2v1、v2、v3、v4，四个速度的大小依次如何？同点a同，越远越小卫星变轨总结:1、同一位置，外轨道速度大于内轨道速度，由内到外，要加速2、同一轨道机械能守恒3、外轨道机械能大于内轨道机械能4、同一位置不同轨道加速度相同5、外轨道周期大于内轨道周期电影《流浪地球》热播,观众分析《流浪地球》中的发动机推动地球的原理:行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道,达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球,整个流浪时间长达几十年。具体过程如图所示,轨道1为地球公转的近似圆轨道,轨道2、3为椭圆轨道,P、Q为椭圆轨道3长轴的端点。以下说法正确的是()A.地球在1、2、3轨道的运行周期分别为T1、T2、T3,则T1>T2>T3B.地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为v1、v2、v3,则v1>v2>v3C.地球在3轨道运行时经过P、Q点的速度分别为vP、vQ,则vP<vQD.地球在1轨道P点加速后进入2轨道,在2轨道P点再加速后进入3轨道D对接:宇宙飞船与空间站的对接空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何登到空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？空间站飞船不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接，如图所示.在太空中有两飞行器a、b，它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行，a在前b在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想b尽快追上a并完成对接，b应采取的措施是（）A、沿运动方向喷气B、先沿运动方向喷气，后运动沿反方向喷气C、沿运动反方向喷气D、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气B近地卫星、同步卫星、赤道上物体三者比较赤道上的物体近地卫星同步卫星ABC速度周期加速度连续物或卫星群的判断问题根据观察，在土星外层有一个环带，该环带有星云等物质构成，为了判断环带是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离r之间的关系，从而加以确定。对此下列判断正确的A.若v与r成正比，则环带是连续物B.若v与r成正比，则环带是小卫星群C.若v与r成反比，则环带是连续物D.若v与r成反比，则环带是小卫星群AD星体分析已知物体从地球上的逃逸速度(第二宇宙速度)v＝，其中G、ME、RE分别是引力常量