【高中物理】宇宙航行 課件 2023-2024學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

萬有引力理論的成就二、應(yīng)用萬有引力定律還可以發(fā)現(xiàn)未知天體一、應(yīng)用萬有引力定律可以計算天體的質(zhì)量一是“地上”一是“天上”復習回顧7.4宇宙航行中國人的飛天夢外國人的“飛天”夢2023年10月26日神州十六和神州十七乘務(wù)組會師牛頓的猜想牛頓的手稿設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為m.ⅠⅡⅢ想一想:物體初速度至少達到多大時就可以成為一顆人造地球衛(wèi)星呢?近地衛(wèi)星教科書P60【思考與討論】一、宇宙速度1.第一宇宙速度 V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/s2.第二宇宙速度V2=11.2km/sV3=16.7km/s3.第三宇宙速度人造地球衛(wèi)星(最小的發(fā)射速度)二、人造地球衛(wèi)星的運動規(guī)律可見：a、v、ω、T

與

r

為一一對應(yīng)關(guān)系ⅠⅡⅢ比較不同軌道上的人造地球衛(wèi)星的a、v、ω、T的大小Ⅳ高軌度小周期長三、地球同步衛(wèi)星1.所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它在軌道上跟著地球自轉(zhuǎn)，同步地做勻速圓周運動，它的周期：T＝24h同步衛(wèi)星的線速度解：萬有引力提供向心力故

由此解出將地球質(zhì)量M及軌道半徑r帶入同步衛(wèi)星離地面高度10一月2024三、地球同步衛(wèi)星1.所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它在軌道上跟著地球自轉(zhuǎn)，同步地做勻速圓周運動，它的周期：T＝24h2.所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個確定軌道上，即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合，衛(wèi)星離地面高度為定值。1.只能分布在一個確定的赤道軌道上。2.周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同:T＝24h。3.角速度ω與地球的自轉(zhuǎn)角速度相同。4.離地面高度:h=36000km。

5.線速度:v=3.1km/s。特點：定軌道、定周期、定角速度、定高度、定線速度同步衛(wèi)星的特點中國載人航天員發(fā)展史【例題】我國成功地發(fā)射了“一箭雙星”，將“風云1號”氣象衛(wèi)星和“實驗5號”科學實驗衛(wèi)星送入離地面870km的軌道，已知地球半徑為6400km，這兩顆衛(wèi)星的運動速度約為

A.11.2km／s B.7.9km／s

C.7.4km／s D.2.1km／sC【當堂檢測】(多選)人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則A.速度越小，周期越小

B.速度越小，加速度越小C.加速度越小,周期越大

D.角速度越小,加速度越大BC【鞏固訓練】兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2,軌道半徑之比R1∶R2=3∶1，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是A.周期之比T1∶T2=3∶1

B.線速度之比v1∶v2=3∶1C.向心力之比F1∶F2=1∶9

D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9D一、宇宙速度

1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s2.第二宇宙速度（脫離速度）v2=11.2km/s3.第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s二、同步衛(wèi)星

1.周期T=24h

2.衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合小結(jié)同學們再見！謝謝指導h=3.6×107mr=4.26×107mv=3.1km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=85分鐘同步衛(wèi)星近地衛(wèi)星月球近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、月球三者比較比較赤道上的某一點、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的T、ω、v、a向3顆同步衛(wèi)星可實現(xiàn)全球覆蓋1.同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)星即可。2.為了同步衛(wèi)星之間不互相干擾，大約3°左右才能放置1顆，這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆?？梢姡臻g位置也是一種資源。如何發(fā)射同步衛(wèi)星？同步衛(wèi)星變軌時的各參量比較v1v3v2A>v1v3>v2Bv1>v3v2A>v1>v3>v2Bv1v2Av2Bv3vtv2AAv2BB

凡是人造衛(wèi)星的問題都可從下列關(guān)系去列運動方程，即:重力=萬有引力=向心力小結(jié)：一、宇宙速度

1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s2、第二宇宙速度（脫離速度）