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高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行讲义含解析新人教版必修2--第1页
第5节宇宙航行
一、人造地球卫星
1．概念
当物体的初速度足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动
的人造卫星，如图651所示。
图651
2．运动规律
一般情况下可认为人造卫星绕地球做匀速圆周运动。
3．向心力来源
人造地球卫星的向心力由地球对它的万有引力提供。
二、宇宙速度
数值意义
第一宇宙速度7.9km/s卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度
第二宇宙速度11.2km/s使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度
第三宇宙速度16.7km/s使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度
三、梦想成真
1957年10月，前苏联成功发射了第一颗人造卫星。
1969年7月，美国“阿波罗11号”登上月球。
2003年10月15日，我国航天员杨利伟踏入太空。
2013年6月11日，我国的“神舟十号”飞船发射成功。
2013年12月2日，我国的“嫦娥三号”登月探测器发射升空。
……
1．自主思考——判一判
(1)绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10km/s。(×)
(2)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9km/s。(√)
(3)如果在地面发射卫星的速度大于11.2km/s，卫星会永远离开地球。(√)
(4)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7km/s。(×)
高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行讲义含解析新人教版必修2--第1页
高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行讲义含解析新人教版必修2--第2页
2．合作探究——议一议
(1)通常情况下，人造卫星总是向东发射的，为什么？
提示：由于地球的自转由西向东，如果我们顺着地球自转的方向，即向东发射卫星，就
可以充分利用地球自转的惯性，节省发射所需要的能量。
(2)“天宫一号”目标飞行器在距地面355km的轨道上做圆周运动，它的线速度比7.9
km/s大还是小？
提示：第一宇宙速度7.9km/s是卫星(包括飞船)在地面上空做圆周运动飞行时的最大速
度，是卫星紧贴地球表面飞行时的速度。“天宫一号”飞行器距离地面355km，轨道半径大
于地球半径，运行速度小于7.9km/s。
对三个宇宙速度的理解
1．第一宇宙速度(环绕速度)：是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速
v
度，也是人造地球卫星的最小发射速度，＝7.9km/s。
2．第二宇宙速度(脱离速度)：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为
绕太阳运动的人造行星或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，其大小为11.2
km/s。
3．第三宇宙速度(逃逸速度)：在地面上发射物体，使之最后能脱离太阳的引力作用，飞
到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小速度，其大小为16.7km/s。
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