人造卫星 宇宙速度课件2013.4。15(公开课终稿).pptVIP

小 结 人造卫星环绕地球的运动 * * 人造卫星 宇宙速度 一、牛顿的设想 当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了。这个速度最小是多大呢？ 物体不落回地面，那么它将环绕地球表面做圆周运动，所受的地球引力恰好提供物体做圆周运动的向心力 二、宇宙速度 代入数据G=6.67×10-11Nm2/kg2，地球质量M=5.98×1024kg，地球半径R=6.4×106m，得 v=7.9km/s 第一宇宙速度 探究一：在地面以多大的速度抛出物体，它才会绕地 球表面运动，不会落回地面？ (已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 , 地球半径R=6400km， 地球质量M=5. 98×1024kg) 第一宇宙速度： v1=7.9km/s 思考1：如果卫星的发射速度大于 第一宇宙速度，卫星能否环绕地 球运行？ 思考2：若增大人造卫星环绕地球 运行轨道半径r，卫星环绕地球 运行的速度大小怎样变化？ 第一宇宙速度是能使人造卫星环绕地球运行的最小发射速度。也是人造卫星稳定环绕地球表面运行的速度，即最大环绕速度。 在地球表面，万有引力等于重力，所以第一宇宙速度还可以这样来算 思考3： 若已知地球半径R和地球表 面重力加速度g，能否求出第一宇 宙速度？ 说明：如果发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就在椭圆轨道的一个焦点上． 2km/s 5km/s 7.9km/s 大于7.9km/s 小于11.2km/s 大于等于 11.2km/s 10m/s 第二宇宙速度：v2=11.2km/s (逃逸速度) 当物体的发射速度11.2km/s≤v ＜16.7km/s时，就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，成为绕太阳运行的人造行星。  第三宇宙速度：v3=16.7km/s (脱离速度) 当物体的发射速度v≥16.7km/s时,物体会脱离太阳的引力，不再绕太阳运行，飞到太阳系以外的地方。 第二宇宙速度 第三宇宙速度 探究问题二：人造卫星的轨道 思考（4）：如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条？（其中白色的圆表示地球） 提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心 卫星的轨道平面必须通过 地心 三 人造卫星环绕地球的运动 a b c O 赤道轨道 极地轨道 一般轨道 卫星的轨道 卫星运行规律 根据万有引力提供向心力的规律 低轨、高速（线速度、角速度和加速度）周期短 思考（5）：已知地球质量M，引力常数G，轨道半径r；请导出卫星稳定环绕地球运动过程中的加速度a，线速度v，角速度ω，及周期T的表达式。 思考（6）： 由 ，人造卫星环绕地球运动过程中，线速度增加到原来的2倍，则向心加速度变为原来的4倍。此说法正确吗？ * *