4.人造卫星 宇宙速度 第1课时（教学课件）物理教科版必修第二册

3.4 人造卫星 宇宙速度 课堂引入 从嫦娥奔月到万户飞天，从阿波罗11号登月到天问一号的火星之旅，人类一直在为“飞天”梦想努力着。 高中物理 必修2 第六章 万有引力与航天 课堂引入 实际上，早在 1687 年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿就设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。 A v 你知道这个速度有多大吗？ 高中物理 必修2 第六章 万有引力与航天 思考：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,地球表面重力加速度g=9.8m/s2 ) 法一：万有引力提供物体做圆周运动的向心力 法二：在地面附近，重力提供物体做圆周运动的向心力 A v 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 宇宙速度 1、第一宇宙速度 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 思考：1.向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比,哪个需要的发射速度大？为什么？ 2.高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大？为什么？ 注意：人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念 发射速度 指被发射物体离开地面时的速度 运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度 第一宇宙速度（ V1=7.9km/s ） 最小发射速度 最大运行速度 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 思考：卫星的 的关系 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 小 小 小 大 小 近地卫星的周期是多大？ 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 理论研究指出，在地面附近发射飞行器，如果速度大于 7.9 km/s，又小于 11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。当飞行器的速度等于或大于 11.2 km/s 时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把 11.2 km/s叫作第二宇宙速度（逃逸速度）。 第二宇宙速度 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 达到第二宇宙速度的飞行器还无法脱离太阳对它的引力。在地面附近发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于 16.7 km/s， 这个速度叫作第三宇宙速度（脱离速度）。 第三宇宙速度 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 梦想成真 1957年10月4日，苏联发射 第一颗人造地球卫星 1961年4月12日苏联空军少 校加加林乘坐东方一号载人 飞船进入太空，实现了人进 入太空的梦想 1969年7月20日，阿波罗11 号将人类送上了月球 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 我国的航天成就 1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空 2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功 2020年7月23日发射升空，2021年5月15日成功实现软着陆在火星表面 。 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 二、人造卫星的轨道 1.赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。 3.任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。 2.极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。 卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类： 高中物理 必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 高 中 物 理 ppt 第五章 曲线运动 第1节 曲线运动 近地卫星 指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。 高中物理 必