万有引力的应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第2节万有引力的应用,第2节万有引力的应用,1,一、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,。,由此可见，人造地球卫星运行遵从的规律是：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的引力就是,向心力,。,人造卫星,一、人造卫星：在地球上抛出的物体，当它的速度足够大,2,r,R,设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的距离为r,求卫星运动的线速度,v,?,由F,引,=F,向,得到,(,r,v,),v,F,引,M,m,rR 设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的,3,对于靠近地面的卫星，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,。,对于靠近地面的卫星，可以认为此时的r近似等于地球半径R,4,第一宇宙速度的另一表达式,根据地球表面物体的重力近拟等于地球对物体的万有引力可得:,第一宇宙速度的另一表达式 根据地球表面物体的重力近拟,5,对第一宇宙速度的理解:,1.上式对其它天体也适用，,R,为天体半径,M,为天体质量,g为天体表面的重力加速度,G,为引力常量.2.,v,1,为,发射,卫星,的最小速度,又是卫星进入轨道后最大线速度.,对第一宇宙速度的理解:1.上式对其它天体也适用，R为天体半径,6,如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨迹是,椭圆,。,如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9k,7,2、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引力，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物体还受到太阳的引力。,2、第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，,8,3、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。,3、第三宇宙速度：如果物体的速度等于或大于16.7km/s，,9,万有引力的应用课件,10,万有引力的应用课件,11,讨论:什么是地球同步卫星？,所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的,周期,T,24,即角速度=相同,轨道:在地球赤道的正上方.,r,、,a、v、T都为定值。,讨论:什么是地球同步卫星？即角速度=相同轨道,12,思考：如何利用同步卫星实现全球通讯？,思考：如何利用同步卫星实现全球通讯？,13,三、线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：,三、线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：,14,思考：对于绕地球运动的人造卫星：,（1）离地面越高，向心力越,（2）离地面越高，线速度越,（3）离地面越高，周期越,（4）离地面越高，角速度越,（5）离地面越高，向心加速度越,小,大,小,小,小,思考：对于绕地球运动的人造卫星：小大小小小,15,万有引力的应用课件,16,对地球：,v,1,=,7.9km/s,(环绕速度),7.9km/svF,3,B、a,1,=a,2,=ga,3,C、v,1,=v,2,=vv,3,D、,1,=,3,2,D,补充习题1：地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受,22,补充习题2：在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v,0,，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r,0,的均匀球体。,答案：,补充习题2：在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火,23,几个问题,1、人造卫星为何向东发射,？,2、同步卫星为何要定点在赤道上方,？,3、至少几颗卫星才能覆盖整个赤道,？,F,F,1,F,2,地轴,赤道,分析：若同步卫星位于 赤道平面外的某一点,则地球对它的万有引力F可分为一个绕地球地轴旋转的向心 力F,1,和一个使卫星向赤道平面 运动的力F,2,使卫星向赤道平面运动。,几个问题1、人造卫星为何向东发射？2、同步卫星为何要定点在,24,同步卫星为何要定点在赤道上方：,分析：若同步卫星位于 赤道平面外的某一点,则地球对它的万有引力F可分为一个绕地球地轴旋转的向心 力F,1,和一个使卫星向赤道平面 运动的力F,2,使卫星向赤道平面运动。,F,F,1,F,2,地轴,赤道,同步卫星为何要定点在赤道上方：分析：若同步卫星位于 赤道,25,1、返回遥感卫星,2、通讯卫星,3、气象卫星,我国的卫星技术及应用,侦察卫星,1、返回遥感卫星我国的卫星技术及应用侦察卫星,26,卫星的轨道,赤道轨道,极地轨道,其他轨道,卫星的轨道赤道轨道,27,几种状况下卫星特征对比,卫星状况,受力,力学特征,在地面上（没有发射）,重力G，支持力N，,地表附近绕地球运行,地球引力（约等于重力）,离地面h高度处,地球引力（约小于重力）,通讯卫星,地球引力,脱离地球，不绕地球运行,其他行星引力（或太阳引力）,飞离太阳系,太阳系外星球引力,几种状况下卫星特征对比卫星状况受力力学特征在地面上（没有发射,28,