4人造卫星宇宙速度教程

4 人造卫星 宇宙速度,观看天宫一号的发射过程，思考天宫一号进入太空后将做怎样的运动？,1.了解人造卫星的有关知识。,2.会推导第一宇宙速度，知道第二、第三宇宙速度。,3.能用所学知识求解卫星基本问题。,(重点),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，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。,1895年，俄国宇航先驱齐奥尔科夫斯基在一篇名为天地幻想和全球引力效应的论文中，率先提出了制造人造卫星的设想。1957年10月4日，苏联将第一颗人造卫星送入环绕地球的轨道。此后，数以千计的人造卫星、空间站，被相继发射进入轨道，用于通信、导航、收集气象数据和其他许多领域内的科学研究。,牛顿人造地球卫星的设想图,v,平抛,洲际,导弹,人造,卫星,增大,人造,地球,卫星的最小速度有多大呢？,北斗导航系统,二、宇宙速度,使卫星能环绕地球运行所需的最小发射速度叫做,第一宇宙速度,。,设地球和卫星的质量分别为m,E,和m，卫星到地心的距离为r，卫星运动的速度为v。,由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以，,1.第一宇宙速度：,从上式可以看出: ，卫星离地心越远，它运行的速度越慢。,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,第一宇宙速度,。,第一宇宙速度既是最小的发射速度，也是最大的环绕速度。,第一宇宙速度的另一种表达式 ，请你用已学的知识进行推导。,地球表面的物体受到的重力近似等于地球对物体的引力。,即：,解得：,v,1,=7.9km/s,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，它绕地球运动的轨道是椭圆。,7.9km/sv11.2km/s,当物体从地球表面发射的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，我们把这个速度叫做第二宇宙速度。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：,如果物体的发射速度大于或等于16.7 km/s，物体,就可以摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的,宇宙空间去。我们把这个速度叫做第三宇宙速度。,3.第三宇宙速度：,太阳,绕地球做匀速圆周运动的卫星，,其所需向心力由万有引力提供,三、卫星的运行(圆周轨道),万有引力 = 向心力,重力近似 =万有引力,基本方程,辅助方程,A,B,C,v,1,=7.9km/s,常见的人造卫星,通,信,卫,星,气,象,卫,星,资,源,卫,星,技,术,实,验,卫,星,同步卫星轨道,四、地球同步卫星,地球同步卫星是指保持在地球,赤道的地面上空、运行周期与地球的自转周期相同,的人造地球卫星。,r,R,h,得：,得：,同步卫星离地面的高度是定值,1.宇宙速度,第一宇宙速度v,1,=7.9 km/s,第二宇宙速度v,2,=11.2 km/s,第三宇宙速度v,3,=16.7 km/s,2.卫星的运行,3.地球同步卫星,保持在地球赤道的地面上空运行、运行周期与地球的自转周期相同的人造地球卫星。,1关于第一宇宙速度，它是人造卫星绕地球飞,行的最小速度；它是发射人造卫星进入近地圆轨,道的最小速度；它是人造卫星绕地球飞行的最大,速度；它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大,速度。以上说法中正确的有（）,A B C D,B,2对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，,下列说法正确的是（）,A.人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7.9 km/s,B.从卫星上释放的物体将做平抛运动,C.在卫星上可以用天平称物体的质量,D.我国第一颗人造地球卫星（周期是6.8410,3,s）,离地面高度比地球同步卫星离地面高度低,D,3.（多选）火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫,二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小,时39分。火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星,相比( ),A.火卫一距火星表面较近,B.火卫二的角速度较大,C.火卫一的运动速度较大,D.火卫二的向心加速度较大,AC,4.(2012山东高考）2011年11月3日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R,1,、R,2,，线速度大小分别为 、 。则 等于（ ）,A B C D,B,5.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它,到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速,度为g，则（ ）,A卫星运动的速度为,B卫星运动的周期为,C卫星运动的加速度为,D卫星的动能为,D,6. (2014福建高考)若有一颗“宜居”行星,其质量,为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕,速度是地球卫星环绕速度的(),A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍,C,不实心不成事，不虚心不知事，,不自是者博闻，不自满者受益。,