必修2第三章万有引力定律　4.人造卫星 宇宙速度（25张ppt）

一、牛顿的设想---发射人造卫星原理 牛顿对发射人造卫星的构想： 从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将绕地球旋转成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。 牛顿的手稿 <自然哲学的数学原理> 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落回地面上，它将围地球旋转，成为一颗人造地球卫星简称人造地球卫星。 （简称：人造卫星） 二、人造卫星 人造卫星绕地球运行的动力学原因 人造卫星绕地球运行时，以地心为圆心做匀速圆周运动，人造卫星需要向心力由万有引力提供。 想一想: 物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢? 设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的距离为r, 求：卫星运动的线速度，角速度，周期? 三、人造卫星的运行速度 r R v F引 已知地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，万有引力提供向心力，则： 不同轨道上运行的卫星，轨道半径越大，线速度越小、角速度越小、周期越长。 线速度、角速度和周期与轨道半径的关系呢？ 四、宇宙速度 分析: 当卫星在地面附近绕地球运行，轨道半径r即为地球半径R地, 在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的卫星——近地卫星。 * 这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。 1.第一宇宙速度 地球半径R地=6400km，地球质量M=5.98×1024kg 近地卫星的环绕速度（在轨道上的运行速度）——第一宇宙速度 。 最小的发射速度 ， 最大的环绕速度. 要发射一颗轨道半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s 。但所有卫星的环绕速度都必须小于7.9km/s。所以第一宇宙速度是： 思考讨论： 当卫星运行的速度大于7.9km/s ，卫星还能绕地球做圆周运动？ 课本活动：若已知地球表面的重力加速度g，则第一宇宙速度又可表示为v＝eq \r(gR).请你用自己学过的知识进行推导 2.第二宇宙速度（脱离速度） 意义：物体刚好能克服地球的引力作用，离开地球而绕太阳运动的速度。 注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.