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1、牛顿的设想过程1.5宇宙航行2.300多年多年前，牛前，牛顿提出提出设想想:从高山上用不同的水平速从高山上用不同的水平速度抛出物体度抛出物体,速度越大速度越大,落点离落点离山脚越山脚越远.宇宙速度宇宙速度 如果没有空气阻力如果没有空气阻力,当速度当速度足足够大大时,物体就永物体就永远不会落到不会落到地面上地面上,它将成它将成为一一颗绕地球运地球运动的的人造地球人造地球卫星星.3.提示：提示：卫星星绕地球做地球做圆周运周运动的向心力由的向心力由地球地球对卫星的万有引力提供。星的万有引力提供。探究：第一宇宙速度探究：第一宇宙速度 思考：思考：如果不知道地球的如果不知道地球的质量，但知道地球量，但知
2、道地球表面的重力加速度表面的重力加速度g g，如何求宇宙第一速度，如何求宇宙第一速度v v？请同学同学们计算算：已知地球半径：已知地球半径R=6400kmR=6400km，地球，地球质量量M=6.010M=6.0102424kgkg，卫星在星在地面附近地面附近环绕地球地球作匀速作匀速圆周运周运动所必所必须具有的速度有多大？具有的速度有多大？4.方法一方法一：卫星星绕地球做地球做圆周运周运动，地球，地球对卫星的万有引力提供向心力。星的万有引力提供向心力。探究：第一宇宙速度探究：第一宇宙速度5.方法二：方法二：卫星星绕地球做地球做圆周运周运动，重力提供，重力提供向心力。向心力。探究：第一宇宙速度探
3、究：第一宇宙速度6.第一宇宙速度第一宇宙速度(7.9km/s)1.卫星星环绕地球做匀速地球做匀速圆周运周运动的最大速度，的最大速度，叫第一宇宙速度叫第一宇宙速度 2.轨道越高，道越高，绕地球运行的地球运行的环绕速度越小速度越小 因此，因此，第一宇宙速度第一宇宙速度是人造地球是人造地球卫星在地面附星在地面附近近绕地球做匀速地球做匀速圆周运周运动所具有的所具有的速度，速度，是人造地是人造地球球卫星星绕地球做匀速地球做匀速圆周运周运动所具有的所具有的最大速度，最大速度，也是也是发射人造地球射人造地球卫星的最小速度星的最小速度7.15 二月 2023练习：求近地：求近地卫星的周期星的周期我我们能否能否
4、发射一射一颗周周期期为80min的的卫星？星？最小周期最小周期8.第二宇宙速度第二宇宙速度：在地面上在地面上发射射飞行器，如果行器，如果发射速度大于射速度大于7.9 km/s而小于而小于11.2 km/s时，它，它绕地球运行的地球运行的轨道不道不是是圆而是而是椭圆当当发射速度等于或大于射速度等于或大于11.2 km/s时，它就会克服地球的引力成，它就会克服地球的引力成为绕太阳运太阳运转的人造的人造行星或行星或飞到其他行星上去到其他行星上去11.2 km/s称称为第二宇宙速度第二宇宙速度 第三宇宙速度第三宇宙速度：当物体的速度当物体的速度v16.7km/s，物体就，物体就摆脱了脱了太太阳引力的束
5、阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空到太阳系以外的宇宙空间去。去。这个速度叫个速度叫第三宇宙速度。第三宇宙速度。9.卫星运星运动的的线速度、角速度、向心加速度和周期：速度、角速度、向心加速度和周期：(3)由由 得：得：(4)由由 得：得：可可见：卫星运星运动情况情况(a、V、T)是是由由 r r 惟惟 一决定一决定(2)由由 得：得：GM mr2=mv2rGM mr2=m2rGM mr2=m()rT2GM42r3(1)由由 得：得：aGM mr2=maGMr2记忆口口诀：“高高轨低速低速长周期周期”10.练习：对于于绕地球地球运运动的人造的人造卫星：星：（1）离地面越高，）离地面越高，线速度越
6、速度越（2）离地面越高，周期越）离地面越高，周期越（3）离地面越高，角速度越）离地面越高，角速度越（4）离地面越高，向心加速度越）离地面越高，向心加速度越（5）离地面越高，向心力越）离地面越高，向心力越小小长小小小小小小11.1关于第一宇宙速度，下列关于第一宇宙速度，下列说法中法中错误的的是是()A它是人造地球它是人造地球卫星星绕地球地球飞行的最大速度行的最大速度 B它是人造地球它是人造地球卫星在近地星在近地圆形形轨道上的运道上的运动速度速度 C它是能使它是能使卫星星进入近地入近地圆形形轨道的最小道的最小发射速度射速度 D它是它是卫星在星在椭圆轨道上运道上运动时近地点的速近地点的速度度 D12
7、.2人造地球人造地球卫星星绕地球做地球做圆周运周运动的的线速度速度可以是可以是()11.2km/s 7.9km/s 6km/s 16.7km/s A B C D B13.3在地面上某一高度运行的人造在地面上某一高度运行的人造卫星，下列星，下列说法中正确的是法中正确的是()A该卫星在星在轨道上的运行速度大于第一宇宙道上的运行速度大于第一宇宙速度速度 B该卫星在星在轨道上的运行速度小于第一宇宙道上的运行速度小于第一宇宙速度速度 C发射射该卫星星时的的发射速度大于第一宇宙速射速度大于第一宇宙速度度 D发送送该卫星星时的的发射速度小于第一宇宙速射速度小于第一宇宙速度度 BC14.4 4：如如图所示，所
8、示，A A、B B、C C、D D四条四条轨道中可以作道中可以作为卫星星轨道的是哪一条？道的是哪一条？15.极地极地轨道道一般一般轨道道赤道赤道轨道道平面平面立体立体赤道平面赤道平面16.在地球上抛出的物体，当它的速在地球上抛出的物体，当它的速度足度足够大大时，物体就永，物体就永远不会落到地不会落到地面上，它将面上，它将围绕地球旋地球旋转，成，成为一一颗人造地球人造地球卫星。星。简称人造称人造卫星。星。地球 二、宇宙速度：二、宇宙速度：1、第一宇宙速度：、第一宇宙速度：v=7.9km/s 2、第二宇宙速度：、第二宇宙速度：v=11.2km/s 3、第三宇宙速度：、第三宇宙速度：v=16.7km/s V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s17.思考思考题：地球同步：地球同步卫星星所所谓地球同步地球同步卫星，是相星，是相对于地面于地面静止静止的和地球具有相同的和地球具有相同周期周期的的卫星。星。圆轨道在赤道平面，即在赤道的正上方；周期与地球自道在赤道平面，即在赤道的正上方；周期与地球自转周期相同，周期相同，为24小小时；绕行方向行方向为自西向自西向东。大家能否大家能否计算出同步算出同步卫星星的高度呢？的高度呢？18.19.