【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、應用萬有引力定律還可以發(fā)現(xiàn)未知天體一、應用萬有引力定律可以計算天體的質量一是“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組會師牛頓的猜想牛頓的手稿設地球質量為M，半徑為R，人造地球衛(wèi)星的質量為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

為一一對應關系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，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，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.周期與地球自轉的周期相同:T＝24h。3.角速度ω與地球的自轉角速度相同。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)星質量之比m1∶m2=1∶2,軌道半徑之比R1∶R2=3∶1，下列有關數(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。可見，空間位置也是一種資源。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系去列運動方程，即:重力=萬有引力=向心力小結：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）