宇宙航行,牛頓的猜想,牛頓的手稿,想一想:物體初速度達(dá)到多大時(shí)就可以成為一顆人造衛(wèi)星呢?,方法一：衛(wèi)星做圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得,方法二：由于衛(wèi)星在地球附近環(huán)繞時(shí)，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力可看作由重力提供，根據(jù)牛頓第二定律得,第一宇宙速,我們把7.9km/s叫做第一宇宙速度,第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度,意義：它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具備的速度,第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度和最大環(huán)繞速度,為什么？,1、火星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/10，火星半徑是地球半徑的1/2，地球的第一宇宙速度是7.9km/s，求火星的第一宇宙速度？,做一做,2、天文臺發(fā)現(xiàn)某小行星的直徑為32km，密度與地球相同，若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，且已知地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=10m/s2。求此小行星上的第一宇宙速度？,在地面附近發(fā)射飛行器或物體，如果它的速度大于7.9km/s物體會怎么樣呢？,問題探究1：,在地面附近發(fā)射物體，如果發(fā)射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，那么它繞地球運(yùn)動的軌道就不是圓，而是橢圓。,如果速度繼續(xù)增大，大于或等于11.2km/s時(shí)，它就會克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開地球，成為繞太陽運(yùn)動的一顆人造行星。,第二宇宙速,我們把11.2km/s叫做第二宇宙速度,第二宇宙速度又叫脫離速度,意義：使衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。,意義：使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。,第三宇宙速度,在地球表面發(fā)射物體如果速度達(dá)到16.7km/s或以上時(shí)，物體（或衛(wèi)星）就可以掙脫太陽的引力，飛到太陽系以外的地方。這一速度叫做第三宇宙速度。,第三宇宙速度也叫逃逸速度,一宇宙速度,1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具備的速度,2.第二宇宙速度（脫離速度）V2=11.2km/s使物體掙脫地球束縛，成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度,1.第三宇宙速度（逃逸速度）V3=16.7km/s使物體掙脫太陽的引力束縛的最小發(fā)射速度，也稱為“逃逸速度”。,2、天文臺發(fā)現(xiàn)某小行星的直徑為32km，密度與地球相同，若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，且已知地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g=10m/s2。求此小行星上的第一宇宙速度？,復(fù)習(xí),若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球的1.5倍，這個(gè)行星的第一宇宙速度約為：（）A.2km/sB.4km/sC.16km/sD.32km/s,2、據(jù)天文學(xué)家測量，月球的半徑為1738km，月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的1/6，月球表面在陽光照射下的溫度可達(dá)127，而此時(shí)水蒸氣分子的平均速率達(dá)2000m/s。試分析月球表面沒有水的原因,衛(wèi)星,按用途分類:通信衛(wèi)星,氣象衛(wèi)星,資源衛(wèi)星，偵察衛(wèi)星,按軌道分類:極地衛(wèi)星;赤道衛(wèi)星;其他衛(wèi)星,一、衛(wèi)星的分類,赤道軌道,極地軌道,其他軌道,思考：衛(wèi)星的運(yùn)動軌道有何特征？,二、衛(wèi)星的軌道,衛(wèi)星的運(yùn)動軌道會如下嗎？,F2,F,F1,因?yàn)槭侨f有引力束縛衛(wèi)星使其繞地球運(yùn)動，所以軌道平面一定經(jīng)過地球中心。,問題探究2：,設(shè)地球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為M和m，衛(wèi)星到地心的距離為r，你能求出衛(wèi)星環(huán)繞地球的線速度多大,？角速度多大？周期多大？向心加速度多大？你能從中得出什么結(jié)論？,地球,1,2,3,4,v1v2=v3v4,T14,三、人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動規(guī)律,結(jié)論：1、衛(wèi)星軌道半徑越大，環(huán)繞速度v越小。,2、衛(wèi)星軌道半徑越大，角速度越小。,4、人造地球衛(wèi)星軌道半徑越大，向心加速度a越小。,3、人造地球衛(wèi)星軌道半徑越大，周期T越大。,也可以說，衛(wèi)星的軌道半徑定了，那么線速度，角速度，周期，向心加速度就定了,思考,對于同一軌道運(yùn)行的衛(wèi)星會不會相撞？為什么？,例題1、兩顆人造衛(wèi)星都繞地球做勻速圓周運(yùn)動，它們的軌道半徑之比r1：r24：1，求這兩顆衛(wèi)星的：線速度之比；角速度之比；周期之比；向心加速度之比。,例題2、土星外層上有一個(gè)環(huán)。為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測量環(huán)中各