【課件】宇宙速度與航行+課件-2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期物理粵教版（2019）必修第二冊(cè)

3.4宇宙速度與航天從古至今人類的探索敦煌飛天壁畫哈利波特與飛行掃帚人類通過神話、科幻表達(dá)飛天夢(mèng)想翟志剛在太空行走現(xiàn)代科技使飛天成為現(xiàn)實(shí)衛(wèi)星發(fā)射場(chǎng)景太原衛(wèi)星發(fā)射中心

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心如何把物體發(fā)射到太空呢？如何把物體發(fā)射到太空呢？假設(shè)地球質(zhì)量為M，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛行器的質(zhì)量為m，離地心的距離為r，求飛行器的速度v。思路？地球?qū)︼w行器的萬有引力提供飛行器需要的向心力發(fā)射速度最小的衛(wèi)星是近地衛(wèi)星，一般在100~200km的高度飛行，而地球半徑R=6400km，可近似認(rèn)為近地衛(wèi)星在地面附近飛行，r≈R。7.9km/s叫做第一宇宙速度第一宇宙速度7.9km/s這個(gè)速度是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，也叫環(huán)繞速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。由可知，r越小，v越大，因此這個(gè)速度是所有衛(wèi)星速度中的最大值。是衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度。第一宇宙速度1、第一宇宙速度：航天器在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度，，是最大環(huán)繞速度，也是最小的發(fā)射速度?！舅伎紗栴}】你還能用其它方法計(jì)算第一宇宙速度嗎？2、計(jì)算方法第二宇宙速度v=7.9km/s

7.9km/s<v<11.2km/s第一宇宙速度v=11.2km/s第二宇宙速度發(fā)射速度等于或大于11.2km/s，飛行器將克服地球引力，永遠(yuǎn)離開地球。這個(gè)速度叫做第二宇宙速度，也叫做脫離速度，是衛(wèi)星掙脫地球引力的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度v=7.9km/s

7.9km/s<v<11.2km/sv=11.2km/s第一宇宙速度第二宇宙速度v=16.7km/s第三宇宙速度類推，掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度叫做第三宇宙速度，也叫做逃逸速度，數(shù)值是16.7km/s.三個(gè)宇宙速度的含義

數(shù)值意義第一宇宙速度____km/s物體在

繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度第二宇宙速度____km/s在地面附近發(fā)射飛行器使其克服

引力，永遠(yuǎn)離開地球的最小地面發(fā)射速度第三宇宙速度____km/s在地面附近發(fā)射飛行器使其掙脫

引力束縛，飛到太陽系外的

地面發(fā)射速度7.911.216.7地球附近地球太陽最小(多選)下列關(guān)于三種宇宙速度的說法中正確的是(

)A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2km/s，則人造衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度大于等于v1，小于v2B．美國發(fā)射的“鳳凰號(hào)”火星探測(cè)衛(wèi)星，其發(fā)射速度大于第三宇宙速度C．第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛，成為繞太陽運(yùn)行的人造小行星的最小發(fā)射速度D．第一宇宙速度7.9km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度√√√人造地球衛(wèi)星1.人造地球衛(wèi)星(1)衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步軌道)，可以通過兩極上空(極地軌道)，也可以和赤道平面成任意角度，如圖所示.(2)因?yàn)榈厍驅(qū)πl(wèi)星的萬有引力提供了衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心.人造地球衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星地球同步衛(wèi)星（靜止軌道衛(wèi)星）(1)位于地球赤道上方，相對(duì)于地面靜止不動(dòng)，它的角速度跟地球的自轉(zhuǎn)角速度相同，廣泛應(yīng)用于通信，又叫靜止軌道衛(wèi)星.地球同步衛(wèi)星（靜止軌道衛(wèi)星）(2)特點(diǎn)①定周期：所有地球同步衛(wèi)星周期均為T＝24h.②定軌道：同步衛(wèi)星軌道必須在地球赤道的正上方，運(yùn)轉(zhuǎn)方向必須跟地球自轉(zhuǎn)方向一致，即由西向東.地球同步衛(wèi)星（靜止軌道衛(wèi)星）④定速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，則其軌道半徑確定，因此線速度、角速度大小均不變.⑤定加速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，則其軌道半徑確定，因此向心加速度大小也是確定的.[針對(duì)訓(xùn)練2]

(多選)(2021·河北高二學(xué)業(yè)考試)已知我國某顆量子通信衛(wèi)星的軌道距地面高度約為500km，該高度低于地球同步衛(wèi)星軌道距地面高度，該量子通信衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該量子通信衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的(