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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,*,2,、卫星“变轨” 问题,1,、卫星“比较”问题,专题万有引力定律的应用,1,2、卫星“变轨” 问题1、卫星“比较”问题专题万有引力定律,计算中心天体的质量,M,、密度,（当卫星在天体表面上飞行？）,（,1,）某星体,m,围绕中心天体,M,做圆周运动的周期为,T,，圆周运动的轨道半径为,r,（,3,）中心天体密度,（,2,）已知中心天体的半径,R,和表面,g,2,计算中心天体的质量M、密度（当卫星在天体表面上飞行？）（1,地球,两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径不同,比较它们的向心加速度,a,n,、线速度,v,、角速度,、周期,T,。,3,地球 两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它,4,4,2,卫星的各物理量随轨道半径变化的规律,5,2卫星的各物理量随轨道半径变化的规律5,一、创境激情 初步感知,若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样,?,6,一、创境激情 初步感知 若抛出物体的水平初速度足够大,1,、牛顿的设想,英国科学家牛顿,(1643-1727),在,1687,年出版的,自然哲学的数学原理,中，牛顿设想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。,二、自主合作 探究规律,7,1、牛顿的设想英国科学家牛顿(1643-1727),8,8,一、牛顿的设想,1,、牛顿对人造卫星原理的描绘,9,一、牛顿的设想 1、牛顿对人造卫星原理的描绘9,方法一：卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得,思考：这个,“,足够大的速度,”,应该有多大呢？,二、自主合作 探究规律,10,方法一：卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第,方法二：由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供，根据牛顿第二定律得,思考：这个,“,足够大的速度,”,应该有多大呢？,二、自主合作 探究规律,11,方法二：由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力可看,第,5,节 宇 宙 航 行,1,、第一,宇宙速度,一、宇宙速度,物体,在地面附近,绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度（最大环绕速度），叫做,第一宇宙速度,。,环绕速度,12,第5节 宇 宙 航 行1、第一宇宙速度一、宇宙速度,脱离速度,当物体的速度等于或大,16.7km/s,时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间。我们把,16.7km/s,叫做,第三宇宙速度。,逃逸速度,2,、第二,宇宙速度,当物体的速度等于或大于,11.2km/s,时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把,11.2km/s,叫做,第二宇宙速度。,3,、第三,宇宙速度,第,5,节 宇 宙 航 行,13,脱离速度 当物体的速度等于或大16.7km/s时，物体可,14,14,V=7.9km/s,11.2km/sV7.9km/s,人造卫星发射动画演示,15,V=7.9km/s11.2km/sV7.9km/s人造卫,3,、第三宇宙速度（,逃逸速度,）：,v,=16.7,千米,/,秒,（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）,1,、第一宇宙速度（,环绕速度,）：,v,=7.9,千米,/,秒,（地球卫星最大的绕行速度，地球卫星的最小发射速度）,2,、第二宇宙速度（,脱离速度,）：,v,=11.2,千米,/,秒,（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）,或,小结,第,5,节 宇 宙 航 行,16,3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v =16.7千米/秒1、第一,对于其他的星球以上三个宇宙速度是否变化呢？,变化，不同星球的宇宙速度一般是不一样的,例如：地球的第一宇宙速度是,7.9km/s,金星的第一宇宙速度是,7.3km/s,第,5,节 宇 宙 航 行,17,对于其他的星球以上三个宇宙速度是否变化呢？变化，不同星球的宇,极地卫星和近地卫星,(1),极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖,(2),近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为,7.9 km/s.,(3),两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心,18,18,人造地球卫星,所有卫星的轨道圆心都在地心上,按轨道分类,:,极地卫星,;,赤道卫星,;,其他卫星,19,人造地球卫星所有卫星的轨道圆心都在地心上按轨道分类:极地卫星,v,1,v,2,v,3,v,4,v,2,v,1,v,4,v,3,v,1,v,4,结果,：,v,2,v,1,v,4,v,3,v,2,v,3,点火加速：,在椭圆轨道上运行,:,第一次变轨：,第二次变轨：,点火加速：,在圆轨道上稳定运行：,20,v1v2v3v4v2v1v4v3v1v4结果：v2v,21,21,22,22,23,23,24,24,2,航天器变轨问题的三点注意事项,(2),航天器在不同轨道上运行时机械能不同，轨道半径越大，机械能越大,(3),航天器经过不同轨道相交的同一点时加速度相等,.,25,2航天器变轨问题的三点注意事项25,
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