第3节人类对太空的不懈追求.ppt

1、,第三节 人类对太空的不懈追求,A,人造卫星 宇宙速度,一、人造卫星,1、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，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。,牛顿的人造卫星原理图,快速侦测卫星,海洋资源卫星,这就是我国自行开发研究并实验成功的载人实验飞船“神州号”。！,地球给人造卫星的万有引力提供了它绕地 球作匀速圆周运动所需的向心力,例：设地球和卫星的质量分别为M，m，卫星到地心的距离为r，试计算卫星运行的速度v。,分析：卫星作圆周运动，万有引力提供向心力，故可以利用万有引力定律和向心力公式来求解。,二、宇宙速度,讨论：,1、卫星距地心越远，它

2、运行的速度越慢。,2、靠近地面运动的卫星的运行速度最大。,如果人造卫星“贴着”地面运行的，r=R,对于“贴着”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：,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有的速度，叫做第一宇宙速度。,方法二、由重力提供向心力,2、由,可得,将r=6.37106m, g=9.8m/s2代入，得：,总结：推导第一宇宙速度的两种方法,1、由,及 r = R,可得,2、由,可得,1、第一宇宙速度,（1）v1=7.9km/s 第一宇宙速度即地面发射卫星的最小速度 最大环绕速度,（2）意义：它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周

3、运动所必须具有的速度。,（3）如果卫星速度等于环绕速度，卫星刚好能 在地球表面做匀速圆周运动。,2、第二宇宙速度：,V= 11.2km/s（脱离速度）,使飞行器能够挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度。,记忆规律：,11.2-7.9=3.3,16.711.2=5.5,3、第三宇宙速度： 如果物体的速度等于或大于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。(逃逸速度）,试讨论人造卫星的线速度、角速度、 周期、向心加速度和它的运动半径的关系。,式中,为地球的质量,问题研究,应用,导航,气象,暂停,播放,停止,所谓的同

4、步则是同步卫星与地面相对静止，与地球自转同步。,方向:自西向东,运动周期:和地球的自转周期相同,T=24 h,轨道平面:必定与赤道平面重合，且所有同步卫星都在赤道正上方,同步卫星的特点:,播放,暂停,三、同步卫星,练习,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，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。,1、第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动）,二、宇宙速度：,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吸引，不在绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的还受到太阳的引力。,3、第三宇宙速度：如果物体的速度等于或大于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。,小结,例:假设现在你就是一名科学家，算一下如果 要发射同步卫星，卫星的轨道离地高度h是多少？ (已知地球质量M，半径为R，自转周期为T)。 解:,处理卫星运动的三步曲:,1.分析其运动的圆心位置,找到其运动半径,选择合适的