宇宙航行高一下物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行第4節(jié)：宇宙航行物體初速度達(dá)到多大時(shí)就可以成為一顆人造衛(wèi)星呢?

牛頓曾設(shè)想，從高山上用不同的水平速度拋出物體，速度一次比一次大，則落點(diǎn)一次比一次遠(yuǎn)，如果速度足夠大，

物體就不再落到地面上來(lái)，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為一顆人造地球衛(wèi)星。牛頓的猜想建立模型：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周

運(yùn)動(dòng)基本思路：向心力由地球?qū)πl(wèi)星的

萬(wàn)有引力提供又因?yàn)椋簞t人造衛(wèi)星的發(fā)射原理

第一宇宙速度v平拋洲際導(dǎo)彈人造衛(wèi)星增大

發(fā)射速度足夠大才能逃離地面；

發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度有多大呢？發(fā)射速度越大，衛(wèi)星軌道離地表越遠(yuǎn)！發(fā)射速度與環(huán)繞速度注意：第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度,最大的環(huán)繞速度。第二宇宙速度第二宇宙速度：當(dāng)物體的速度大于或等于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)脫離地球的吸引，不再繞地球運(yùn)行。我們把這個(gè)速度叫作第二宇宙速度。達(dá)到第二宇宙速度的物體還受到太陽(yáng)的引力。第三宇宙速度3.第三宇宙速度：如果物體的速度大于或等于16.7km/s，物體就擺脫了太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間去。這個(gè)速度叫第三宇宙速度。是否存在平行于其它緯度面的衛(wèi)星軌道面？人造衛(wèi)星2.所有人造衛(wèi)星的軌道圓心都是地心1.所有人造衛(wèi)星均有F引=F向11.2km/s>v>7.9km/s11.2km/s16.7km/s7.9km/s第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度“嫦娥五號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)該大于第一宇宙速度。“天問(wèn)一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)該大于第二宇宙速度。旅行者一號(hào)（飛出太陽(yáng)系）“旅行者一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)該大于第三宇宙速度（借助木星的“引力彈弓”效應(yīng)等）。人造地球衛(wèi)星1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆地球人造衛(wèi)星。它的本體是一只用鋁合金做成的圓球，直徑58厘米，重83.6公斤。它在拜克努爾發(fā)射場(chǎng)由一支三級(jí)運(yùn)載火箭發(fā)射。起飛以后幾分鐘，衛(wèi)星從第三級(jí)火箭中彈出，達(dá)到第一宇宙速度(7.9公里/秒)，進(jìn)人環(huán)繞地球飛行的軌道。它距離地面最遠(yuǎn)時(shí)為964.1公里，最近時(shí)為228.5公里，軌道與地球赤道平面的夾角為65度，以96.2分鐘時(shí)間繞地球1周，比原來(lái)預(yù)計(jì)的所需時(shí)間多1分20秒。世界上第一顆人造衛(wèi)星：“斯普特尼克”一號(hào)。它是航天啟蒙時(shí)代的產(chǎn)物，是冷戰(zhàn)時(shí)期太空競(jìng)爭(zhēng)的標(biāo)志。人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)衛(wèi)星于1958年提出設(shè)想計(jì)劃，1965年開(kāi)始研制工作，于1970年4月24日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。東方紅一號(hào)衛(wèi)星重173千克，由長(zhǎng)征一號(hào)運(yùn)載火箭送入近地點(diǎn)441千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)2368千米、傾角68.44度的橢圓軌道，進(jìn)行了軌道測(cè)控和《東方紅》樂(lè)曲的播送。東方紅一號(hào)衛(wèi)星工作28天（設(shè)計(jì)壽命20天）。衛(wèi)星于5月14日停止發(fā)射信號(hào)。東方紅一號(hào)衛(wèi)星仍在空間軌道上運(yùn)行。東方紅一號(hào)發(fā)射成功，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)航天史的新紀(jì)元，使中國(guó)成為繼蘇、美、法、日之后世界上第五個(gè)獨(dú)立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國(guó)家。人造地球衛(wèi)星人造衛(wèi)星分類：通信衛(wèi)星、測(cè)地衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星等同步衛(wèi)星①軌道平面一定：赤道平面②周期與角速度一定：T=24h⑤運(yùn)轉(zhuǎn)方向一定:自西向東③軌道半徑一定:r=6.6R④速度大小一定:v=3.08km/s⑥向心加速度的大小一定:

地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)：“六個(gè)一定”同步衛(wèi)星例題1。

如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（

）A.b、c的線速度大小相等，且大于a

的線速度B.b、c的向心加速度大小相等，且大于a

的向心加速度C.c加速可追上同一軌道上的

b，b減速可等候同一軌道上的

cD.a衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大D

例題1.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a還未發(fā)射,在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng),b處于地面附近的近地軌道上正常運(yùn)動(dòng),c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測(cè)衛(wèi)星,各衛(wèi)星排列位置如圖所示,則有()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)C.c在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是π/6D.d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是20小時(shí)B宇宙航行宇宙速度第一宇宙速度（環(huán)繞速度）:第二宇宙速度（逃逸速度）:第三宇宙速度（脫離速度）:v2=11.2km/sv1=7.9