4、人造卫星宇宙速度

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1、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

2、会落下来？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km)（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）二、宇宙速度1、第一宇宙速度v1=7.9km/s说明：（１）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；（２）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

3、于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行．２、第二宇宙速度（脱离速度）v2=11.2km/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．v3=16.7km/s注意：这三个“宇宙速度”的物理意义是什么？7.9km/s

4、挣脱地球引力束缚最小发射速度v3——第三宇宙速度：卫星挣脱太阳引力束缚最小发射速度v1=7.9km/s第一宇宙速度v2=11.2km/s第二宇宙速度v3=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V1=7.9km/s（第一宇宙速度）最小发射速度最大运行速度人造

5、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：2MmGr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=_______24h2.轨道平面___________赤道平面4.r、v、ω、T、a______________

6、_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=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=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

7、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

8、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，