一宇宙速度.ppt

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（脱离速度）　 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． 3、第三宇宙速度（逃逸速度） 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． 二、人造卫星的发射速度和运行速度 　　发射速度与运行速度是两个不同的概念． 小结： * * 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： 抛出的速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会出现什么结果？ 牛顿的设想过程 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） 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所必须具 备的速度． 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； v2=11.2 km/s v3=16.7 km/s 探究问题二： （1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？ 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？ 例： 已知地球的半径是6400km，地球自转的周期24h，地球的质量5.89×1024kg，引力常量Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 ，若要发射一颗地球同步卫星，试求： （1）地球同步卫星的离地面高度h （2）地球同步卫星的环绕速度v 结论： 地球同步卫星必须发射在赤道正上方的固定高度，并且以固定的速度环绕地球做圆周运动。 　（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． 注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度． 例：一个人造地球卫星，它运行的轨道半径为r，地球的质量为Ｍ。求： 　（1）它运行的线速度。 　（2）它运行的角速度。 　（3）它运行的周期。 　（4）它运行的加速度。 思考： 人造卫星运行的线速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系： 思考：对于绕地球运动的人造卫星： （1）离地面越高，向心力越 （2）离地面越高，线速度越 （3）离地面越高，周期越 （4）离地面越高，角速度越 （5）离地面越高，向心加速度越 小 大 小 小 小 能否发射一颗周期为80min的人造地球卫星？ 课堂练习: （3）发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？发射速度大说明什么？卫星运转速度大又说明什么？ 学生思考： （1）将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为什么？ （2）所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？ 一、卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供: 二、三种宇宙速度： 　　v1=7.9km/s．（会推导） 　　 v2=11.2 km/s 　　 v3=16.7 km/s