第五節(jié)宇宙航行第五節(jié)宇宙航行1一、牛頓設(shè)想：地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？300多年前，牛頓提出設(shè)想一、牛頓設(shè)想：地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？302設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行，質(zhì)量為m，軌道半徑為r。那么，在該軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度v如何推算？衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的速度越慢。設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行，質(zhì)量為3這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的最低發(fā)射速度，叫做第一宇宙速度。近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的4提示：同學(xué)們算算，近地衛(wèi)星的周期又是多少呢？思考：我們能否發(fā)射一顆周期為70min的衛(wèi)星呢？不能?。√崾荆和瑢W(xué)們算算，近地衛(wèi)星的周期又是多少呢？思考：我們能否5二、宇宙速度1、第一宇宙速度：(環(huán)繞速度）

V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/s2、第二宇宙速度：

(脫離速度)V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第三宇宙速度：（逃逸速度）→人造行星→人造恒星人造衛(wèi)星二、宇宙速度1、第一宇宙速度：(環(huán)繞速度） V1=7.61、紀(jì)律是集體的面貌，集體的聲音，集體的動(dòng)作，集體的表情，集體的信念。2、知之者不如好之者，好之者不如樂之者。3、反思自我時(shí)展示了勇氣，自我反思是一切思想的源泉。4、在教師手里操著幼年人的命運(yùn)，便操著民族和人類的命運(yùn)。一年之計(jì)，莫如樹谷；十年之計(jì)，莫如樹木；終身之計(jì)，莫如樹人。5、誠實(shí)比一切智謀更好，而且它是智謀的基本條件。6、做老師的只要有一次向?qū)W生撒謊撒漏了底，就可能使他的全部教育成果從此為之失敗。四月242024/4/32024/4/32024/4/34/3/20247、凡為教者必期于達(dá)到不須教。對(duì)人以誠信，人不欺我;對(duì)事以誠信，事無不成。2024/4/32024/4/303April20248、教育者，非為已往，非為現(xiàn)在，而專為將來。2024/4/32024/4/32024/4/32024/4/3

1、紀(jì)律是集體的面貌，集體的聲音，集體的動(dòng)作，集體的表情，集7概念辨析發(fā)射速度和運(yùn)行速度1、發(fā)射速度：是指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時(shí)的速度。2、運(yùn)行速度：是指衛(wèi)星進(jìn)入軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。r↗

v↘近地衛(wèi)星其它衛(wèi)星①宇宙速度均指發(fā)射速度②第一宇宙速度為在地面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大速度概念辨析發(fā)射速度和運(yùn)行速度1、發(fā)射速度：是指被發(fā)射物在8四、人造衛(wèi)星的超重和失重1、發(fā)射和回收階段發(fā)射加速上升超重回收減速下降超重2、沿圓軌道正常運(yùn)行只受重力a=g完全失重與重力有關(guān)的現(xiàn)象全部消失天平彈簧秤測(cè)重力液體壓強(qiáng)計(jì)四、人造衛(wèi)星的超重和失重1、發(fā)射和回收階段發(fā)射加速上升超重回9五、地球同步衛(wèi)星1、所謂地球同步衛(wèi)星是指相對(duì)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(yùn)動(dòng)，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(gè)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。

五、地球同步衛(wèi)星1、所謂地球同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面靜止的人造10思考：地球同步衛(wèi)星能否位于北京正上方某一確定高度h

？

所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個(gè)確定軌道上。注：為了衛(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。思考：地球同步衛(wèi)星能否位于北京正上方某一確定高度h？

所有11h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84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h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=212例題分析（雙星問題）

解題要點(diǎn)：①雙星的向心力大小相同②雙星的角速度相同例題分析（雙星問題）解題要點(diǎn)：①雙星的向心力大小13凡是人造衛(wèi)星的問題都可從下列關(guān)系去列運(yùn)動(dòng)方程，即:重力=萬有引力=向心力凡是人造衛(wèi)星的問題都可從下列關(guān)系去列運(yùn)動(dòng)方程，即:重力=萬有14神州六號(hào)的發(fā)射模擬神州六號(hào)的發(fā)射模擬15例1:

設(shè)地球的質(zhì)量不變,而地球半徑增加為原來的2倍,那么從地球發(fā)射的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的()A.倍B.倍C.?倍D.2倍B例1:設(shè)地球的質(zhì)量不變,而地球半徑增加為原來的2倍,那么16例2：關(guān)于宇宙速度，下列說法正確的是：（）A.第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星飛行的最小發(fā)射速度B.第一宇宙速度使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C.第二宇宙速度使衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的最大速度D.第三宇宙速度時(shí)發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度A例2：關(guān)于宇宙速度，下列說法正確的是：（）A17例3：

關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A.它的運(yùn)行速度小于7.9km/sB.它的運(yùn)行速度大于7.9km/sC.它的周期是24h，且軌道平面于赤道平面重D.每一個(gè)地球同步衛(wèi)星離開地面的高度是一樣的ACD例3：關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）ACD18如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是：A、b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度；B、b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心

加速度；C、c加速可追上同一軌道

上的b，b減速可等候

同一軌道上的c；D、a衛(wèi)星由于某原因，軌

道半徑緩慢減小，其線

速度將增大。例題分析D如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星19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）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