高中物理-人造衛(wèi)星 宇宙速度教學(xué)課件設(shè)計(jì)

人造衛(wèi)星宇宙速度

1969年7月20日10時(shí)56分，阿姆斯特朗小心翼翼的踏上了月面。我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”神七發(fā)射全程動(dòng)畫(huà)模擬.rm牛頓的設(shè)想

人造衛(wèi)星原理圖.swf宇宙速度：

設(shè)地球的質(zhì)量為M，在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛行器的質(zhì)量為m，飛行器到地心的距離為（即地球半徑）r.求飛行器的線速度.

過(guò)程：解：衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：由此解出v=若已知近地衛(wèi)星在“地面附近”飛行，可以用地球半徑R代表衛(wèi)星到地心的距離r，地球半徑R=6400km，地球質(zhì)量M=5.89×1024kg,把數(shù)據(jù)代入上式可解得：

物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，叫第一宇宙速度，數(shù)值7.9km/s。

如果地球質(zhì)量未知，而知道地球表面處的重力加速度，能否求得第一宇宙速度？

由于衛(wèi)星在地球附近環(huán)繞時(shí)，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可看作由重力提供，根據(jù)牛頓第二定律得

在地面附近發(fā)射飛行器，如果發(fā)射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，那么它繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道就不是圓，而是橢圓。

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s如果速度繼續(xù)增加，達(dá)到或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球，成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆人造行星

我們把11.2km/s叫做第二宇宙速度(脫離速度)

如果人造天體的發(fā)射速度等于或者大于16.7km/s，就可以擺脫太陽(yáng)引力的束縛而邀游太空了。

我們把v3=16.7km/s叫做第三宇宙速度

環(huán)繞速度：是指衛(wèi)星在進(jìn)入環(huán)繞軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度.

人造地球衛(wèi)星以地心為圓心，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果半徑增大，則線速度，周期，角速度如何變？課堂練習(xí)：1.關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（）A.是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B.是近地圓軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度C.是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度D.是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度BC2.做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，仍然做圓周運(yùn)動(dòng)，則（）

A衛(wèi)星的環(huán)繞線速度將增大到原來(lái)的2倍

B衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的1/2C地球提供的向心力將減小到原來(lái)的1/4D衛(wèi)星的環(huán)繞線速度將減小到原來(lái)的CD3.火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，他們的軌道近似為圓。已知火衛(wèi)一的周期為7小時(shí)39分，火衛(wèi)二的周期為30小時(shí)18分，則兩顆衛(wèi)星相比（）

A火衛(wèi)一距離火星表面較近

B火衛(wèi)二的角速度較大

C火衛(wèi)一的運(yùn)動(dòng)速度較大

D火衛(wèi)二的向心加速度較大AC夢(mèng)想成真嫦娥三號(hào)動(dòng)畫(huà)：3D動(dòng)畫(huà)模擬嫦娥三號(hào)發(fā)射全程.rm總結(jié):1.宇宙速度 第一宇宙速度7.9km/s

第二宇宙速度11.2km/s

第三宇宙速度16.7km/s2.萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用，一般有兩條思路：(1)F萬(wàn)有引力=環(huán)繞體所需的向心力(2)地面（或某星球表面）的物體的重力=F萬(wàn)有引力.你當(dāng)科學(xué)家：1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星在蘇聯(lián)發(fā)射成功。衛(wèi)星重83.6kg，每96min繞地球飛行一圈。問(wèn)（1）衛(wèi)星距地面的高度是多少？（2）衛(wèi)星運(yùn)行的角速度多大？（3）這個(gè)衛(wèi)星的軌道半徑是多大？

盡管人類(lèi)已經(jīng)跨入太空，登上月球，但是，相對(duì)于宇宙之宏大，地球和月亮不過(guò)是茫茫宇宙中的兩粒塵埃；相對(duì)宇宙之久長(zhǎng)，人類(lèi)歷史不過(guò)是宇宙年輪上一道小小的刻痕……宇宙留給人們的思考和疑問(wèn)深邃而廣闊。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“一個(gè)人最完美和最強(qiáng)烈的情感來(lái)自對(duì)不解之謎?！蹦阆爰尤肫平馑男辛袉幔?/p>

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