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h=3.6×107m r=4.2×107m v=3km/s T=24h h=3.8×108m r≈3.8×108m v=1km/s T=27天 h≈0 r=6.4×106m v=7.9km/s T=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 比较卫星在赤道上发射前（1状态）、发射到近地轨道时（2状态）、定位在同步轨道时（3状态）的v、a、T 的大小。 v1v3v2 a1a3a2 T2T1=T3 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 超重 回收 减速下降 超重 2、沿圆轨道正常运行 只受重力 a = g 完全失重 与重力有关的现象全部消失 天平 弹簧秤测重力 液体压强计 * * 6.5 宇宙航行 复习回顾： 1、万有引力定律的两类问题？ 2、万有引力定律问题的应用？ 一、300多年前牛顿的设想 牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来. 1、牛顿对人造卫星原理的描绘。 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) 建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动 基本思路：卫星绕地球做圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供 思考: 这个速度至少多大？ 请你用学过的知识推出: 卫星在轨道上运动速度的表达式。 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。 近地卫星：轨道半径r近似等于地球半径R r≈R 1、第一宇宙速度（环绕速度） 是卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度——第一宇宙速度 大小： 注意： V=7.9km/s 是最大环绕速度（ ） 又是最小发射速度 2、第二宇宙速度 大小：v=11.2km/s 意义：以这个速度发射，物体刚好能克服地球的引力作用，永远的离开地球而绕太阳运动。也叫脱离速度。 注意：发射速度 7.9km/s v 11.2km/s，卫星绕地 球运动的轨迹不是圆，而是椭圆； v ≧ 11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕 地球运行。 3、第三宇宙速度 大小：v=16.7km/s 意义：以这速度发射，物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外，也叫逃逸速度。 注意：发射速度11.2km/sv16.7km/s，卫星绕太阳 运行，成为一颗人造行星。 发射速度v ≧ 16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。 1、第一宇宙速度（环绕速度）:就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度V=7.9km/s，若 7.9km/sv11.2km/s ，它绕地球运动的轨迹是椭圆. (最大环绕速度,最小发射速度) 2、第二宇宙速度（脱离速度）：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星克服地球的引力，永远离开地球。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（逃逸速度）：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。 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度 运行速度： 发射速度： 讨论： 某人造地球卫星距地面高h，绕地球做匀速圆周运动。地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G。 请用h、R、G、M表示卫星的周期T、线速 度V、角速度ω、向心加速度an 高轨道上运行的卫星，线速度小、角速度小，向 心加速度小，周期长。 （1）线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？ 线速率： 角速度： 周期： 向心加速度 提示 ：同学们算算，近地卫星的周期（最小周期）又是多少呢？ 思考：我们能否发射一颗周期为 70min的卫 星呢？ 不能！！ 所有卫星都在以地心为圆心的圆（或椭圆）轨道上 三类人造地球卫星轨道： ①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方 ②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空 ③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。 人造地球卫星的运行轨道 相对于地面