粤教版必修2《人造卫星-宇宙速度》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,*,3.2.2 人造卫星 宇宙速度,3.2.2 人造卫星 宇宙速度,1,万有引力定律应用之二：预测未知天体,亚当斯与勒维烈预测在天王星附近还有一颗行星。,万有引力定律应用之二：预测未知天体 亚当斯与勒维烈预测在天王,2,神秘和美艳的宇宙,-哈勃太空望远镜16年“十佳照片”,神秘和美艳的宇宙-哈勃太空望远镜16年“十佳照片”,3,1、距地球两千八百万光年的宽边帽星系,1、距地球两千八百万光年的宽边帽星系,4,2、被命名为蚂蚁星云的Mz3,2、被命名为蚂蚁星云的Mz3,5,3、,被称为爱斯基摩星云的,NGC 2392,3、被称为爱斯基摩星云的NGC 2392,6,4、猫眼星云,4、猫眼星云,7,5、距地球八千光年的沙漏星云,5、距地球八千光年的沙漏星云,8,6、锥形星云,6、锥形星云,9,7、距地球五千五百光年的天鹅星云中的完美风暴,7、距地球五千五百光年的天鹅星云中的完美风暴,10,8、以凡高作品星夜命名的景象,8、以凡高作品星夜命名的景象,11,9、遥远的大犬星座的两个螺旋形星系相互碰撞,9、遥远的大犬星座的两个螺旋形星系相互碰撞,12,10、距地球九千光年的三裂星云,10、距地球九千光年的三裂星云,13,明朝万户飞天,明朝万户飞天,14,1970年4月24日,这是一首中国人熟悉的乐曲,1970年4月24日这是一首中国人熟悉的乐曲,15,1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星,我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星,2003年10月15日，神州五号,载人宇宙飞船发射升空,2007年10月24日，嫦娥一号探月卫星发射成功,1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星我,16,地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？,地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？,17,那么，速度为多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的人造卫星呢？,建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动,基本思路：卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供,可以看出:卫星离地心越远，它运行的速度越慢。,那么，速度为多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的人造,18,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：,1、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,最低发射速度,，叫做,第一宇宙速度。,近地面的卫星的速度是多少呢？,对于靠近地面的卫星，可以认为此时的 r 近似等,19,环绕速度,指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度,发射速度,指被发射物体离开地面时的水平初速度,环绕速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度发射速度 指,20,2、,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。,2、第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，,21,3、,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。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，,22,粤教版必修2人造卫星-宇宙速度课件,23,r,R,讨论与交流：,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、,、T?,思路：由,F,引,=F,心,得,v,F,引,rR讨论与交流：思路：由F引=F心得vF引,24,(,r,v,),(,r,),二、人造地球卫星,(,r,T,),1、卫星的绕行速度、角速度、周期与轨道半径的关系,可见：,V、W、T,与 r 为 一 一对应关系，与卫星质量m无关，a呢？,(r,v )(r,)二、人造地球卫星(r,25,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,26,2.卫星离开地面向上发射时有超重现象，当进入轨道后，围绕地球做匀速圆周运动，这时卫星中的人和其他物体均以本身受的,重力做为向心力,，不再给支持物以压力或拉力，卫星上的物体完全失重，在卫星中处于“漂浮”状态，因此，在卫星上的仪器，,凡是制造原理与重力有关的均不能使用,，如：弹簧秤、天平等,2.卫星离开地面向上发射时有超重现象，当进入轨道后，围绕地球,27,各种各样的卫星,各种各样的卫星,28,F,F,1,F,2,所有卫星的轨道必须过地心,FF1F2所有卫星的轨道必须过地心,29,F,1,F,2,F,3,赤道平面,北,南,东,西,地球同步卫星,F1F2F3赤道平面北南东西地球同步卫星,30,粤教版必修2人造卫星-宇宙速度课件,31,3、同步卫星,讨论与交流：,要使同步卫星跟随地球一起运动,那它的 轨道平面有什么要求,?周期应该怎么确定?,同步卫星离地的高度,h,又是怎么确定的,？,所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，只能在赤道平面，它的周期,T,。,3、同步卫星 讨论与交流：所谓地球,32,因为v、w、T与轨道半径r一一对应，同步卫星与地球的周期相同都是24小时，设r=h+R （R为地球半径、h为离地面高度）所以,知道同步卫星离地面的高度是一个定值,因为v、w、T与轨道半径r一一对应，同步卫星与,33,粤教版必修2人造卫星-宇宙速度课件,34,粤教版必修2人造卫星-宇宙速度课件,35,粤教版必修2人造卫星-宇宙速度课件,36,同步卫星发射过程,同步卫星发射过程,37,思考：如何利用同步卫星实现全球通讯？,为了卫星之间不互相干扰，大约3左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。,思考：如何利用同步卫星实现全球通讯？为了卫星,38,西昌卫星发射中心,西昌卫星发射中心,39,酒泉卫星发射基地,酒泉卫星发射基地,40,太原卫星发射中心,太原卫星发射中心,41,练习巩固,启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星，该卫星在后一轨道与在前一轨道相比（,）,A.,速度减小,B.,周期增大,C.,角速度减小,D.,加速度增大,练习巩固 启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地,42,2.关于人造地球卫星的说法中正确的是 (),A、同步通讯卫星的高度和速率是可变的，高度增加速率增大，仍然同步；,B、所有的同步卫星的高度和速率都是一定的，且它们都在赤道上空的同一轨道上运行；,C、欲使某颗卫星的速度比预计的速度增大2倍，可使原来预算的轨道半径r变为r/4；,D、,欲使卫星的周期比预计的周期增大到原来的,2,倍，可使原来的轨道半径不变，使速率增大到原来预计的,2,倍,。,2.关于人造地球卫星的说法中正确的是 (),43,3现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别是,r,A,和r,B,，如果r,A,r,B,则（）,A.卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大,B.卫星A的线速度比卫星B的线速度大,C.卫星A的角速度比卫星B的角速度大,D.卫星A的加速度比卫星B的加速度大,A,B,地球,3现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨,44,练习巩固,4、,2005,年10月11日9时整,我国成功发射了神舟六号载人飞船.神舟六号载人飞船在绕地球飞行了5 圈后变轨，轨道变为距地面高度为h 的圆形轨道已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为g 求飞船在圆轨道上运行的速度和运行的周期,练习巩固 4、2005年10月11日9,45,问题与探究：,1.收集资料，认识,地球同步卫星的发射、变轨和应用。,2.查阅资料，了解,黑洞理论。,问题与探究：1.收集资料，认识2.查阅资料，了解,46,粤教版必修2人造卫星-宇宙速度课件,47,