6.5 宇宙航行讲诉.ppt

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 牛顿的思考与设想： 水平抛出的物体，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？ 6.5 宇宙航行 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） 一　宇宙速度 1、第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9km/s． 它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度． 说明： 　（１）如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落到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； 最小的发射速度 最大的环绕速度 　　发射速度与运行速度是两个不同的概念． 　（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道． 　（2）环绕速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度． （3）如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点． ２、第二宇宙速度（逃逸速度）　 这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度． 如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点． v2=11.2 km/s 3、第三宇宙速度（脱离速度） 这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度． 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=16.7 km/s V1——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 V2 ——第二宇宙速度：卫星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 各种各样的卫星…… 探究问题二：人造卫星的轨道 （1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条？ a b c 提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心 （2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？ 课堂练习：人造卫星的运行规律 卫星的绕行速度v 、角速度ω 、周期T与轨道半径 r 的关系 1、绕行速度v与r的关系 r v 2、角速度ω与r的关系 3、周期T与r的关系