人教版高中物理必修二 （宇宙航行）萬(wàn)有引力與宇宙航行教學(xué)課件

7.4宇宙航行

1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)；2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：地球上的物體，怎樣才能離開(kāi)地球進(jìn)行宇宙航行呢？思考：地球上的物體，怎樣才能離開(kāi)地球進(jìn)行宇宙航行呢？思考：以多大的速度拋出這個(gè)物體，它才會(huì)繞地球表面運(yùn)動(dòng)，不會(huì)落下來(lái)？(已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2,地球質(zhì)量M=5.89×1024kg,地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2)法一：萬(wàn)有引力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力法二：在地面附近，重力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力宇宙速度1、第一宇宙速度物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，叫做第一宇宙速度。思考：1.向高軌道發(fā)射衛(wèi)星與發(fā)射近地衛(wèi)星相比,哪個(gè)需要的發(fā)射速度大？為什么？2.高軌道衛(wèi)星與近地衛(wèi)星相比哪個(gè)運(yùn)行速度大？為什么？注意：人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度是兩個(gè)不同的概念發(fā)射速度

指被發(fā)射物體離開(kāi)地面時(shí)的速度運(yùn)行速度

指衛(wèi)星在穩(wěn)定的軌道上繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度第一宇宙速度（V1=7.9km/s）最小發(fā)射速度最大運(yùn)行速度思考：衛(wèi)星的的關(guān)系

小小小大小近地衛(wèi)星的周期是多大？2、第二宇宙速度當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球。我們把11.2km/s叫做第二宇宙速度。3、第三宇宙速度當(dāng)物體的速度等于或大于16.7km/s時(shí)，物體可以掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間。我們把16.7km/s叫做第三宇宙速度。夢(mèng)想成真1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林乘坐東方一號(hào)載人飛船進(jìn)入太空，實(shí)現(xiàn)了人進(jìn)入太空的夢(mèng)想1969年7月20日，阿波羅11號(hào)將人類送上了月球我國(guó)的航天成就

1970年4月24日我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星升空2007年10月24日嫦娥一號(hào)月球探測(cè)器發(fā)射成功2010年10月1日嫦娥二號(hào)順利發(fā)射2013年12月2日嫦娥三號(hào)探測(cè)器進(jìn)入太空，當(dāng)月14日成功軟著陸于月球2003年10月15日，神舟五號(hào)，楊利偉2005年10月12日，神舟六號(hào)，費(fèi)俊龍聶海勝2008年9月25日，神舟七號(hào)，翟志剛、劉伯明、景海鵬2011年11月1日，神舟八號(hào)順利升空2012年6月16日，神州九號(hào)2013年6月11日，神舟十號(hào)，聶海勝、張曉光、王亞平2011年9月29日天宮一號(hào)發(fā)射升空2011年11月，天宮一號(hào)與神舟八號(hào)飛船成功對(duì)接2012年6月18日神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器自動(dòng)交會(huì)對(duì)接2013年6月13日，神舟十號(hào)飛船與天宮一號(hào)順利自動(dòng)交會(huì)對(duì)接我國(guó)的航天成就2016年9月15日22時(shí)04分12秒，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。2016年10月19日凌晨，神州十一號(hào)飛船與天宮二號(hào)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接成功。航天員景海鵬、陳東進(jìn)入天宮二號(hào)。2017年9月17日15時(shí)29分，地面發(fā)送指令，天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)施分離。2018年9月15日，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室已圓滿完成2年在軌飛行和各項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)，天宮二號(hào)平臺(tái)及裝載的應(yīng)用載荷功能正常、狀態(tài)良好。為進(jìn)一步發(fā)揮空間應(yīng)用效益。2019年7月19日21時(shí)06分，天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室受控離軌并再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。天宮二號(hào)受控再入大氣層，標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段全部任務(wù)圓滿完成。我國(guó)的航天成就題組一衛(wèi)星運(yùn)行參量的分析與比較?？碱}型題1[多選］有兩顆質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星A、B，其軌道半徑分別為RA、RB，RA∶RB=1∶4，那么下列判斷中正確的有（）A.它們的運(yùn)行周期之比TA∶TB=1∶8 B.它們的運(yùn)行線速度之比vA∶vB=4∶1C.它們所受的向心力之比FA∶FB=4∶1 D.它們的運(yùn)行角速度之比ωA∶ωB=8∶1【解析】A對(duì)：據(jù)=mR，可得T=；兩衛(wèi)星軌道半徑之比RA∶RB=1∶4，則它們的運(yùn)行周期之比TA∶TB=∶:=1∶8。B錯(cuò)：據(jù)，可得v=；兩衛(wèi)星軌道半徑之比RA∶RB=1∶4，則它們的運(yùn)行線速度之比vA∶vB=2∶1。C錯(cuò)：向心力Fn=，質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星A、B，軌道半徑之比RA∶RB=1∶4，它們所受的向心力之比FA∶FB=16∶1。D對(duì)：據(jù)=mRω2，可得ω=，兩衛(wèi)星軌道半徑之比RA∶RB=1∶4，則它們的運(yùn)行角速度之比ωA∶ωB=8∶1。【答案】

AD題2［多選］“土衛(wèi)5”在距離土星表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知土星半徑為R，土星表面的重力加速度為g，引力常量為G，則（）A.“土衛(wèi)5”繞土星運(yùn)行的周期為B.“土衛(wèi)5”繞行的速度為C.“土衛(wèi)5”繞土星運(yùn)行的角速度為D.“土衛(wèi)5”軌道處的重力加速度CD題3兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比TA∶TB=1∶8，則軌道半徑之比和運(yùn)行速率之比分別為（）rA∶rB=4∶1

vA∶vB=1∶2 B.rA∶rB=4∶1

vA∶vB=2∶1C.rA∶rB=1∶4

vA∶vB=2∶1 D.rA∶rB=1∶4

vA∶vB=1∶2C題4［2019?天津卷第1題改編］2018年12月8日，肩負(fù)著億萬(wàn)中華兒女探月飛天夢(mèng)想的“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射，“實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測(cè)，率先在月背刻上了中國(guó)足跡”。已知月球的質(zhì)量為M、半徑為R，探測(cè)器的質(zhì)量為m，引力常量為G，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器圍繞月球做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，探測(cè)器的（）

A.周期為 B.速度為C.角速度為 D.向心加速度為A題組二

宇宙速度題5已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的

，火星的半徑約為地球半徑的

。下列關(guān)于火星探測(cè)器的說(shuō)法正確的是

（）A.發(fā)射速度只要高于第一宇宙速度即可B.發(fā)射速度只有達(dá)到第三宇宙速度才可以C.發(fā)射速度不能低于第二宇宙速度D.火星探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度為地球第一宇宙速度的

【解析】A、B錯(cuò)，C對(duì)：火星探測(cè)器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽(yáng)系內(nèi)，發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度，可以小于第三宇宙速度。D錯(cuò)：由

=

得，v=

，已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的

，火星的半徑約為地球半徑的

，可得火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比

=

=

=

?！敬鸢浮緾

B題7已知地球兩極處的重力加速度為g，赤道上的物體隨地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為a、周期為T(mén)，由此可知地球的第一宇宙速度為（）A. B.C. D.C題組三

同步衛(wèi)星題8

2015年12月29日，“高分四號(hào)”衛(wèi)星升空。這是我國(guó)“高分”專項(xiàng)首顆高軌道、高分辨率的光學(xué)遙感衛(wèi)星，也是世界上空間分辨率很高、幅寬很大的地球同步軌道遙感衛(wèi)星。下列關(guān)于“高分四號(hào)”地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是（）A.該衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空B.該衛(wèi)星定點(diǎn)在赤道上空C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍D.它的周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小【解析】A錯(cuò)，B對(duì)：“高分四號(hào)”地球同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止不動(dòng)，所以必須定點(diǎn)在赤道上空。C、D錯(cuò)：因?yàn)榈厍蛲叫l(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即它們的周期T與角速度相同，根據(jù)=mω2r=，可知ω一定，則r一定，且v也是確定的?！敬鸢浮?/p>

B題9如圖所示，我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由多顆衛(wèi)星組成，包括分布于a類型軌道的同步軌道衛(wèi)星、分布于b類型軌道的傾斜軌道衛(wèi)星（與同步衛(wèi)星軌道半徑相同，軌道傾角55°）和分布于c類型軌道的中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星在3個(gè)互成120°的軌道面上做圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.a類型軌道上的衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止且處于平衡狀態(tài)B.a類型軌道上的衛(wèi)星運(yùn)行速率等于b類型軌道上衛(wèi)星的運(yùn)行速率C.b類型軌道上的衛(wèi)星也與地球保持相對(duì)靜止D.三類衛(wèi)星相比，c類型軌道上的衛(wèi)星的向心加速度最小B題10［多選］已知地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v1、向心加速度大小為a1，近地衛(wèi)星的線速度大小為v2、向心加速度大小為a2，地球同步衛(wèi)星的線速度大小為v3、向心加速度大小為a3。設(shè)近地衛(wèi)星距地面的高度不計(jì)，同步衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的6倍，則以下結(jié)論正確的是（）A.=

B.=

C.

D.CD題組四衛(wèi)星變軌問(wèn)題題11［多選］如圖所示，若關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接，已知空間站繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T(mén)，萬(wàn)有引力常量為G，下列說(shuō)法中正確的是（）A.圖中航天飛機(jī)正加速飛向B處B.航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道時(shí)必須點(diǎn)火減速C.根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D.根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小【解析】A對(duì)：航天飛機(jī)在飛向B處的過(guò)程中，受到的引力方向和飛行方向之間的夾角是銳角，使航天飛機(jī)加速。B對(duì)：由運(yùn)動(dòng)的可逆性知，航天飛機(jī)在B處要先減速才能由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道。C對(duì)：設(shè)繞月球飛行的空間站質(zhì)量為m，據(jù)=可以算出月球質(zhì)量M。D錯(cuò)：空間站的質(zhì)量未知，不能計(jì)算出空間站受到的月球引力大小?！敬鸢浮?/p>

ABC題12［多選］如圖所示，某次發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌道，然后在P點(diǎn)經(jīng)極短時(shí)間點(diǎn)火變速后進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道（該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地圓軌道上的P點(diǎn)，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步軌道上的Q點(diǎn)），到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)再次經(jīng)極短時(shí)間點(diǎn)火變速后，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為v1，在P點(diǎn)經(jīng)極短時(shí)間變速后的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)的速率為v3，在Q點(diǎn)經(jīng)極短時(shí)間變速后進(jìn)入同步軌道后的速率為v4。下列關(guān)系正確的是（）

A.v1<v3 B.v4<v1 C.v3<v4 D.v4<v2BCD題13［多選］某人造地球衛(wèi)星發(fā)射時(shí)，先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，在遠(yuǎn)地點(diǎn)A加速變軌進(jìn)入圓軌道Ⅱ。已知軌道Ⅰ的近地點(diǎn)B到地心的距離近似等于地球半徑R，遠(yuǎn)地點(diǎn)A到地心的距離為3R，則下列說(shuō)法正確的是（）A.衛(wèi)星在B點(diǎn)的加速度是在A點(diǎn)加速度的3倍B.在B點(diǎn)地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力是在A點(diǎn)地球?qū)πl(wèi)星萬(wàn)有引力的9倍C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期是在軌道Ⅰ上運(yùn)行周期的

倍D.衛(wèi)星在軌道I上B點(diǎn)的線速度小于第一宇宙速度BC題組五雙星及多星問(wèn)題題14經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)，人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每顆恒星的直徑遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。觀測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量之比為m1∶m2=3∶2。則可知（）

A.m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為2∶3B.m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為3∶2C.m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為D.m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為【解析】A錯(cuò)：雙星靠相互間的萬(wàn)有引力提供向心力，具有相同的角速度。C對(duì)、D錯(cuò)：設(shè)雙星的角速度為ω，對(duì)m1：=m1r1ω2，對(duì)m2，=m2r2ω2，得m1r1=m2r2，

。所以r1=，r2=。B錯(cuò)：由v=rω，可知線速度之比。

【答案】

C題15［多選］天文觀測(cè)中觀測(cè)到有三顆星球位于邊長(zhǎng)為l的等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)上（如圖6-5-7所示），并沿等邊三角形的外接圓做周期為T(mén)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量為G，不計(jì)其他星球?qū)λ鼈兊挠绊?，關(guān)于這個(gè)三星系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.三顆星的質(zhì)量可能不相等B.某顆星的質(zhì)量為C.它們的線速度大小均為D.它們兩兩之間的萬(wàn)有引力大小為BD題16現(xiàn)代觀測(cè)表明，由于引力的作用，恒星有“聚焦”的特點(diǎn)，眾多的恒星組成不同層次的恒星系統(tǒng)，最簡(jiǎn)單的恒星系統(tǒng)是兩顆互相繞轉(zhuǎn)的雙星。它們以兩者連線上的某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就不至于由于萬(wàn)有引力的作用而吸引在一起。如圖所示，設(shè)某雙星系統(tǒng)中的兩星S1、S2的質(zhì)量分別為m和2m，兩星間距為L(zhǎng)，在相互間萬(wàn)有引力的作用下，繞它們連線上的某點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)。已知引力常量為G。求：（1）S1、S2兩星之間的萬(wàn)有引力大??；（2）S2星到O點(diǎn)的距離；（3）它們運(yùn)動(dòng)的周期。

內(nèi)容小結(jié)三個(gè)宇宙速度1.第一宇宙速度v1=7.9km/s2.第二宇宙速度v2=11.2km/s3.第三宇宙速度v3=16.7km/s7.4宇宙航行

課堂引入從嫦娥奔月到萬(wàn)戶飛天，從阿波羅11號(hào)登月到天問(wèn)一號(hào)的火星之旅，人類一直都?jí)粝腼w往太空，那要怎樣才能實(shí)現(xiàn)呢？牛頓的設(shè)想英國(guó)科學(xué)家牛頓(1643-1727)在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，牛頓設(shè)想拋出速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面。如圖所示，在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，牛頓設(shè)想：把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)；拋出速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，成為人造地球衛(wèi)星。牛頓的設(shè)想你知道這個(gè)速度究竟有多大嗎？思考：衛(wèi)星需要多大速度才能繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？又是什么力提供向心力呢？

衛(wèi)星繞地球近似可以看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。萬(wàn)有引力提供向心力。物體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r、地球半徑為R、物體距地面高度h。r=R+hrR近地衛(wèi)星距地面高度在100km--200km左右，遠(yuǎn)小于地球半徑。因?yàn)?，R遠(yuǎn)大于h。r=R+h約等于R代入得：第一宇宙速度F引物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，可近似認(rèn)為向心力是由重力提供的，有：一、宇宙速度小結(jié)：如何計(jì)算第一宇宙速度衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度——第一宇宙速度

地球?qū)πl(wèi)星的引力提供

衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)計(jì)算方法一：則地球表面重力提供

向心力計(jì)算方法2：則貼著地球表面飛行，軌道半徑r=地球半徑R

地面附近發(fā)射飛行器，如果它的速度大于7.9km/s會(huì)怎樣呢？

閱讀書(shū)本P60面相關(guān)內(nèi)容一、宇宙速度A理論研究表明，在地面附近的A點(diǎn)，以速度v發(fā)射飛行器。v1若：v=7.9km/s，飛行器沿圓形軌道1在地面附近繞地心勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2若：11.2km/s>v>7.9km/s，飛行器沿軌道2(橢圓軌道)運(yùn)動(dòng)。3速度v越大，軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)離地球越遠(yuǎn)。若：速度v=11.2km/s呢？第一宇宙速度（環(huán)繞速度）vA3當(dāng)速度v=11.2km/s，飛行器將沿軌道4（白色虛線）運(yùn)動(dòng)，只是這個(gè)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)在離地球無(wú)限遠(yuǎn)處，飛行器將脫離地球引力束縛，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球。第二宇宙速度（脫離速度）21當(dāng)速度v=16.7km/s，飛行器將脫離太陽(yáng)引力束縛，飛到太陽(yáng)系以外。4第三宇宙速度（逃逸速度）旅行者一號(hào)（飛出太陽(yáng)系）發(fā)射速度v運(yùn)動(dòng)情況v<7.9km/s物體落回地面v=7.9km/s繞地球表面，勻速圓周7.9km/s<v<11.2km/s繞地球，橢圓運(yùn)動(dòng)11.2km/s≤v<16.7km/s物體繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)16.7km/s≤v物體飛出太陽(yáng)系三個(gè)宇宙速度“嫦娥五號(hào)”在月球最大的月海風(fēng)暴洋北緣的呂姆克山附近登陸，采集到月球土壤樣品后，于2020年12月17日成功帶回地球供科學(xué)家研究。嫦娥五號(hào)從月球返回時(shí)，先繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)，再變軌返回地球。已知地球與月球的半徑之比為4:1，地球表面和月球表面的重力加速度之比為6:1，地球的第一宇宙速度為7.9km/s，則月球第一宇宙速度約為（）A．1.6km/s B．6.4km/s C．7.9km/s D．38km/sA針對(duì)訓(xùn)練二.人造地球衛(wèi)星思考：將各種衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)都近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，你能推出衛(wèi)星環(huán)繞線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系嗎？二.人造地球衛(wèi)星思考：人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到哪些力？又是哪些力提供向心力？F引地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供向心力

基本思路：將環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力：F引=Fn

運(yùn)動(dòng)規(guī)律二.人造地球衛(wèi)星

在地球表面忽略地球自轉(zhuǎn)：G=F引R為地球半徑r為衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)半徑二.人造地球衛(wèi)星說(shuō)明：①只適用衛(wèi)星軌道為圓軌道②r增大an減少v減少ω減少T增大高軌低速長(zhǎng)周期只適用衛(wèi)星軌道為圓軌道，且僅由萬(wàn)有引力提供向心力如圖所示為地球的三個(gè)衛(wèi)星，1、2在同一個(gè)軌道，3是同步衛(wèi)星，問(wèn)：v1、v2、v3大小關(guān)系如何？2134若在赤道上有一物體4隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)：v1、v2、v3、v4大小關(guān)系又如何？v1=v2>v3v1=v2>v3>v4思考：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星與發(fā)射近地衛(wèi)星相比,哪個(gè)需要的發(fā)射速度大？為什么？注意：人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與環(huán)繞速度是兩個(gè)不同的概念發(fā)射速度

指被發(fā)射物體離開(kāi)地面時(shí)的速度環(huán)繞速度

指衛(wèi)星在穩(wěn)定的軌道上繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度二.人造地球衛(wèi)星說(shuō)明：③高軌道發(fā)射速度大于低軌道發(fā)射速度，但環(huán)繞速度小于低軌道衛(wèi)星的r越大，需要的v發(fā)射越大，而v環(huán)繞越小思考：想發(fā)射一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最小發(fā)射速度是多少？（提示：從衛(wèi)星最小半徑考慮）第一宇宙速度（V1=7.9km/s）最小發(fā)射速度最大環(huán)繞速度二.人造地球衛(wèi)星衛(wèi)星的r越大，需要的v發(fā)射越大，而v環(huán)繞越小1970年4月24日，我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號(hào)”發(fā)射成功。二、人造衛(wèi)星1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功。二.人造地球衛(wèi)星

錢(qián)學(xué)森，世界著名科學(xué)家，空氣動(dòng)力學(xué)家，中國(guó)載人航天奠基人，“中國(guó)科制之父”和“火箭之王”，由于錢(qián)學(xué)森回國(guó)效力，中國(guó)導(dǎo)彈、原子彈的發(fā)射向前推進(jìn)了至少20年。曾任美國(guó)麻省理工學(xué)院和加州理工學(xué)院教授。1950年錢(qián)學(xué)森回國(guó)受阻，并受美國(guó)方面監(jiān)禁，1955年，在毛澤東主席和周恩來(lái)總理的爭(zhēng)取下回到中國(guó)。中國(guó)航天之父中國(guó)航天之父：錢(qián)學(xué)森（1911.12.11－2009.10.31）.(多選)三顆人造地球衛(wèi)星A、B、C繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知mA＝mB=mC，則對(duì)于三顆衛(wèi)星，正確的是(

)ABD針對(duì)訓(xùn)練針對(duì)訓(xùn)練書(shū)本P64面第2題人造衛(wèi)星軌道如圖所示，A、B、C、D四條軌道中可以作為衛(wèi)星軌道的是哪一條？ABCD根據(jù)：衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力必須指向地心衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道特點(diǎn)：萬(wàn)有引力提供向心力，所以軌道平面一定經(jīng)過(guò)地球中心，衛(wèi)星圍繞地球的中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。問(wèn)題：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周？可以有哪些軌道？注：所有衛(wèi)星軌道一定過(guò)地心1、近地衛(wèi)星：指衛(wèi)星軌道半徑近似等于地球半徑，即貼近地表。三、人造地球衛(wèi)星的分類思考：近地衛(wèi)星周期是多少？思考：若地球質(zhì)量M未知如何求？=84.6min思考：人造衛(wèi)星的周期能否為24小時(shí)？2.同步衛(wèi)星：指相對(duì)于地面靜止的人造衛(wèi)星，它跟著地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期T=24h（1）所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道正上方的一個(gè)確定軌道，即同步衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合。人造地球衛(wèi)星的分類三、人造地球衛(wèi)星的分類三、人造地球衛(wèi)星的分類思考：同步衛(wèi)星離地面高度是多少？hR2.同步衛(wèi)星：同步衛(wèi)星軌道半徑：r=思考：若地球質(zhì)量M未知如何求？黃金代換：GM=gR2≈6.6R三、人造地球衛(wèi)星的分類思考：同步衛(wèi)星速度多少？hR2.同步衛(wèi)星：思考：為何小于第一宇宙