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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,*,4,、人造卫星 宇宙速度,从远古时代起人们就想象着飞向太空，奔向月球，那么怎样才能实现这一伟大梦想呢？,嫦娥奔月,敦煌飞天的壁画,宇宙航行,地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？,抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星月亮没有落下来必须具备什么条件？,问题：,牛顿人造卫星原理图,抛出的速度,v,越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？,一 牛顿的设想,牛顿的设想过程,法一：,万有引力提供物体作圆周运动的向心力,法二：,重力提供物体作圆周运动的向心力,探究问题一：,以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？,(,已知,=6.6710,-11,Nm,2,/kg,2,地球质量,M=5.8910,24,kg,地球半径,R=6400km),（若已知地球表面重力加速度,g=9.8m/s,2,，,R=6400km,）,二、宇宙速度,1,、第一宇宙速度,v,1,=7.9km/s,说明：,（）第一宇宙速度是,发射卫星的最小速度,，发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转；,（）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；,(,环绕速度）,它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度,（,3,）如果卫星发射速度大于,7.9km/s,，,而小于,11.2km/s,，,卫星将沿椭圆轨道绕地球运行,、第二宇宙速度 （,脱离速度,）,v,2,=11.2 km/s,当物体的发射速度等于或大于,11.2km/s,时，它就会脱离地球引力，永远离开地球，成为太阳的人造行星。,3,、第三宇宙速度（,逃逸速度,）,如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了,v,3,=16.7 km/s,注意：,这三个“宇宙速度”的物理意义是什么？,7.9km/s,v,11.2km/s,v,0,B,A,C,v,1,第一宇宙速度：卫星刚好能在地表附近作圆周运动,最小发射速度,v,2,第二宇宙速度：卫星挣脱地球引力束缚,最小发射速度,v,3,第三宇宙速度：卫星挣脱,太阳,引力束缚,最小发射速度,v,1,=7,.9km/s,第一宇宙速度,v,2,=1,1.2km/s,第二宇宙速度,v,3,=16.7km/s,第三宇宙速度,向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大？哪个需要的发射速度大？为什么？,高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？,注意：人造卫星的,发射速度,与,运行速度,是两个不同的概念,运行速度,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速度,V,1,=7.9km/s,（第一宇宙速度）,最小发射速度,最大运行速度,人造卫星的,r,大,需要的,v,发射,大；而,v,运行,却小,思考,地球,三、人造地球卫星,1.,轨道中心,地心,2. _,提供向心力,万有引力,线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系：,2,Mm,G,r,小结：,当半径,r,越大时，,v,、,w,、,a,越小，而,T,越大。,3,、,4,：,求近地卫星的周期,我们能否发射一颗周期为,80min,的卫星吗？,思考与讨论、如图所示，,A,、,B,、,C,、,D,四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条？,三、地球同步卫星,1.,周期,T = _,24h,2.,轨道平面,_,赤道平面,4.,r,、,v,、,、,T,、,a,_,3. h =_,36000km,“,全部固定”,（如何求？）,【,说明,】,1.,为了同步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。可见，空间位置也是一种资源。,2.,同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。,h=3.6,10,7,m,r=4.2,10,7,m,v=3km/s,T=24h,h=3.8,10,8,m,r3.8,10,8,m,v=1km/s,T=27,天,h0,r=6.4,10,6,m,v=7.9km/s,T=84,分钟,同步卫星,近地,卫星,月球,三、近地卫星、同步卫星、月球三者比较,梦想成真：,谁为人类迈向太空提供科学思想,19,世纪中叶俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基（喷气推进的多级火箭）,第一颗人造地球卫星何时何地发射成功,1957,年,10,月,4,日苏联,第一艘载人飞船何时何地发射成功,1961,年,4,月,12,日 苏联 加加林 东方一号载人飞船,人类何时登上月球,1969,年,7,月,16,日,9,时,32,分，美国 阿波罗,11,号升空，,19,日进入月球轨道，,20,日下午,4,时,17,分着陆，,10,时,56,分阿姆斯特朗踏上月面,对个人来说，这不过是小小的一步，但对人类而言，却是巨大飞跃,中国航天事业,1992,年载人航天工程正式启动,2003,年,10,月,15,日,9,时，神州,5,号宇宙飞船在酒泉卫星中心成功发射，将第一位航天员杨利伟送入太空绕行,14,圈，,10,月,16,日,6,时,23,分降落在内蒙古主着陆场,中国成为世界上第三个独立开展载人航天活动的国家,神舟六号,发射升空,宇航员聂海胜太空中拍照片,费俊龙聂海胜,空地通话,两位,宇航员凯旋归来,一个人最完美和最强烈的情感来自面对不解之迷！,让我们为祖国的强盛而骄傲！,【,答案,】,D,课堂练习,1.,人造卫星的天线偶然折断，天线将做：,A.,自由落体运动,B.,平抛运动,C.,远离地球飞向太空,D.,继续和卫星一起沿轨道运转,2.,人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是：,A.,半径越大，速率越大，周期越小,B.,半径越大，速率越小，周期越大,C.,所有卫星的角速度相同，与半径无关,D.,卫星处于完全失重状态,课堂练习,【,答案,】,BD,3.,金星的半径是地球的,0.95,倍，质量为地球的,0.82,倍，金星的第一宇宙速度是多大,?,解：设地球半径为,R,1,，金星的半径为,R,2,=0.95,R,1,，地球质量为,M,1,，金星质量,M,2,=,0.82,M,1,，地球的第一宇宙速度为,v,1,=7.9,km/s,。金星的第一宇宙速度为,v,2,，则：,4,、关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是（ ）,A.,它是人造卫星绕地球飞行的最小速度,B.,它是近地圆周轨道上人造卫星的运行速度,C.,它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度,D.,它又叫环绕速度，即绕地球做圆轨道运行的卫星的速度都是第一宇宙速度,B,5,、关于地球同步通讯卫星，下列说法中,不正确,的是（ ）,A.,它一定在赤道上空运行,B.,各国发射的这种卫星轨道半径都一样,C.,它运行的线速度一定小于第一宇宙速度,D.,它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间,D,6,、如图所示，,a,、,b,、,c,是在地球大气层外圆形轨道上运动的,3,颗卫星，下列说法正确的是,（ ）,A,、,b,、,c,的线速度大小相等，且大于,a,的线速度；,B,、,b,、,c,的向心加速度大小相等，且大于,a,的向心 加速度；,C,、,c,加速可追上同一轨道 上的,b,，,b,减速可等候 同一轨道上的,c,；,D,、,a,卫星由于某原因，轨 道半径缓慢减小，其线 速度将增大。,D,
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