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§6-5 人造卫星 宇宙速度 * §6-5 人造卫星 宇宙速度 A B C D O V0 以平抛运动为模型的推理过程 地球 牛顿人造卫星原理图 一、人造卫星： 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。 放映结束后，击回车键继续 放映结束后，击回车键继续 放映结束后，击回车键继续 §6-5 人造卫星 宇宙速度 二、宇宙速度： 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，卫星运动的速度为v。 由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以， 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： 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速度，叫做第一宇宙速度。 1、第一宇宙速度 从上式可以看出: ,卫星离地心越远，它运行的速度越慢。 §6-5 人造卫星 宇宙速度 二、宇宙速度： 1、第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动） 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。 如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨迹是椭圆。 V1=7.9km/s 地球 V2=11.2km/s V3=16.7km/s 11.2km/sv7.9km/s 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。我们把这个速度叫第三宇宙速度。 人造地球卫星 宇宙速度 三、线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系： §6-5 人造卫星 宇宙速度 四、例题分析：1、利用所学知识，推导第一宇宙速度的另一表达式 2、金星的半径是地球半径的0.95倍，质量是地球的0.82倍，金星表面的自由落体加速度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？ 证明：地球表面的物体所受的重力大约等于万有引力，即： 又因为 所以 解：设地球半径为R，金星的半径为r=0.95R，地球质量为m，金星质量m’=0.82m，设地球的重力加速度为g=9.8m/s,地球的第一宇宙速度为7.9m/s。 金星表面的自由落体加速度： 金星的第一宇宙速度： §6-5 人造卫星 宇宙速度 五、课堂练习：下列说法是否正确？为什么？ 1、人造地球卫星由于大气阻力的作用，轨道半径逐渐减小，它的线速度将逐渐减小，而周期逐渐增大。 2、因为高轨道卫星的运行速度小，所以高轨道卫星需要的发射速度也较小。 解：由公式 线速度将逐渐变大，周期将逐渐将变小。该说法是错误的。 解：虽然距地面高的卫星运行速度比靠近地面的卫星运行速度小，但是，向高轨道发射卫星却比向低轨道发射卫星要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功，所以高轨道卫星需要的发射速度比低轨道卫星的发射速度大。该说法是错误的。 6-5 人造卫星 宇宙速度 小结： 一、人造卫星： 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。 地球 1、第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动） 二、宇宙速度： 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。 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。我们把这个速度叫第三宇宙速度。 V1=7.9km/s 地球 V2=11.2km/s V3=16.7km/s §6-5 人造卫星 宇宙速度 A B C D O V0 地球 以平抛运动为模型的推理过程 牛顿人造卫星原理图 一、人造卫星： 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。 §6-5 人造卫星 宇宙速度 二、宇宙速度： 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，卫星运动的速度为v。 由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以， 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： 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速度，叫做