高中物理-宇宙航行课件.ppt

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1、6-5宇宙航行中国人的飞天梦外国人的“飞天”梦设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算？卫星离地心越远，它运行的速度越慢。这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。近地面的卫星的速度是多少呢？二、宇宙速度1、第一宇宙速度(环绕速度)V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/s2、第二宇宙速度(脱离速度)V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第三宇宙速度(逃逸速度

2、)→人造行星→人造恒星→人造卫星概念辨析发射速度和运行速度1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。r↗v↘近地卫星其它卫星①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度三、人造卫星的运动规律可见：v、ω、T与r为一一对应关系练习：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为80min的卫星吗？四、人造卫星的超重和失重1、发射和回收阶段发射加速上升、加速度向上超重2、沿圆轨道正常运行只受万有引力

3、、即重力a向=g完全失重天平弹簧秤测重力液体压强计回收减速上降、加速度向上超重与重力有关的现象将消失3倍例题：一物体在地球表面重16N，它在以5m／s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的多少倍?（地球表面g=10m/s2）赤道轨道极地轨道倾斜轨道同步轨道自转轴人造卫星的轨道五、地球同步卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上做匀速圆周运动，跟地球自转同步，它的周期：T＝24hh练习:求同步卫星离地面高度有一绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其运动方向

4、与地球的自转方向相同。轨道半径为2R（R为地球半径）。地球自转的角速度为ω0。若某时刻卫星经过赤道上某幢楼房的上空，那么卫星再次经过这幢楼房的上空时，需经历的时间为（　　　）A.B.C.D.练习A地球同步卫星的特点:地球同步卫星能否位于北京正上方某一确定高度h处？1、所有的同步卫星只能分布在赤道正上方的一个确定轨道上（静止轨道），即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。2、对同步卫星：其r、h、v、ω、T、g'均为确定值同步卫星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

5、同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27.3天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较凡是人造卫星的问题都可从下列关系去列运动方程，即:重力=万有引力=向心力1、三个宇宙速度：v1=7.9km/s（会推导）；v2=11.2km/s；v3=16.7km/s2、研究天体运动，包括人造卫星的运动基本方法：把天体

6、或人造卫星的运动看作匀速圆周运动，且万有引力全部提供天体或人造卫星的向心力，(v为线速度、ω为角速度、T为周期、n为转速)五、课堂小结2、两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比r1∶r2=3∶1，下列有关数据之比正确的是()A、周期之比T1∶T2=3∶1B、线速度之比v1∶v2=3∶1C、向心力之比F1∶F2=1∶9D、向心加速度之比a1∶a2=1∶9例题分析1、人造地球卫星的轨道半径越大，则()A、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小C、加速度越小,周期越大D、角速度越小,加速

7、度越大BCD3、1999年5月10日，我国成功地发射了“一箭双星”，将“风云1号”气象卫星和“实验5号”科学实验卫星送入离地面870km的轨道，已知地球半径为6400km，这两颗卫星的运动速度约为A、11.2km／sB、7.9km／sC、7.4km／sD、2.1km／sC例题分析3、在某星球表面上以v0竖直上抛一物体，经时间t回到抛出点。问在此星球上至少以多大的速度水平抛出该物，才能使该物不再回到星球上？（设星球的半径为R）例题分析竖直上抛近地运行竖直上抛运动与万有引力综合4、根据观察，在土星外层有一个环

8、，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是：A、若V与R成正比，则环为连续物；B、若V2与R成正比，则环为小卫星群；C、若V与R成反比，则环为连续物；D、若V2与R成反比，则环为小卫星群。例题分析AD5、用m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离开地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地面处的重力加速度，ω0表示地球自转的角速度，