7.4宇宙航行 （教学课件）- 高中物理人教版（2019） 必修第二册 .pptxVIP

首先要突出说明的是选题的现实价值，每一个研究的目的都是为了指导现实生活，一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题；其次再写课题的理论和学术价值。7.4宇宙航行第七章万有引力与宇宙航天

上一节课我们知道某一天体会围绕中心天体做圆周运动。那么我们能否人为的制造某一物体围绕地球进行运动？导入

宇宙速度01

人造卫星的发射原理建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动基本思路：向心力由地球对卫星的万有引力提供请同学们计算：已知地球半径R=6400km，地球质量M=6.0×1024kg，卫星在地面附近环绕（r=R）地球做匀速圆周运动所必须具有的速度有多大？

1.第一宇宙速度（环绕速度）：v=7.9km/s(物体在地面附近、环绕地球做匀速圆周运动，是最小发射速度）2.第二宇宙速度（脱离速度）：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行。我们把这个速度叫作第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。3.第三宇宙速度（逃逸速度）：如果物体的速度大于或等于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。宇宙速度注意：宇宙速度都是针对发射速度；以上三个宇宙速度都是地球上的宇宙速度。．

说明：（1）第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小发射速度,当V发=7.9km/s时，卫星恰好环绕地球表面做匀速圆周运动；要使卫星在较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于7.9km/s。（2）第一宇宙速度是最大的环绕速度。由知，轨道越高，环绕速度越小，即人造地球卫星的环绕速度v≤7.9km/s。（3）发射速度小于7.9km/s时，卫星将不能围绕地球做圆周运动，而是落回地面。（4）第一宇宙速度是卫星相对于地心的线速度。地面上发射卫星时的发射速度，是卫星获得相对地面的速度与地球自转速度的合速度，所以赤道上自西向东发射卫星，可以节省一定的能量。

（5）当发射速度大于7.9km/s时：①若7.9km/sV发11.2km/s,但环绕速度V运7.9km/s，卫星仍绕地球运行，但径迹是椭圆，地球处在椭圆的一个焦点上。②若11.2km/s≤V发16.7km/s卫星脱离地球的束缚而围绕太阳运行，成为太阳系的一颗“小行星”。③若V16.7km/s，卫星脱离太阳的吸引，而成为自由天体。（6）人造地球卫星的运行速度和发射速度间的大小关系：V运≤7.9km/s≤V发＜11.2km/s

三个宇宙速度的对比数值意义第一宇宙速度7.9km/s(1)卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度(2)人造卫星的最小地面发射速度第二宇宙速度11.2km/s使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度第三宇宙速度16.7km/s使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度

人造地球卫星02

1、卫星：卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。（不过，如果两个天体质量相当，它们所形成的系统一般称为双行星系统，而不是一颗行星和一颗天然卫星）2、卫星轨道：可以是圆轨道（地心位于圆心），也可以是椭圆轨道（地心位于椭圆的一个焦点上），但轨道平面必过地心。

3、人造地球卫星的轨道： 卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类：（1）赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面上，卫星始终处于赤道正上方。（2）极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空。（3）倾斜轨道（一般轨道）：卫星轨道和赤道成某一的角度。

按用途分类:通信卫星、气象卫星、导航卫星、预警卫星等按轨道分类:极地卫星、赤道卫星、一般轨道4、人造卫星的分类：5、人造卫星的两个速度（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道．（2）环绕速度（也叫运行速度或绕行速度）：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度．注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度．

★向高轨道发射卫星时,需要的发射速度越大。发射高轨道卫星比发射低轨道卫星困难，原因是发射高轨道卫星时火箭要克服地球对它的引力做更多的功。将卫星送入低轨道和高轨道所需的发射速度哪一个更大？哪一个更容易？为什么？12