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思考与讨论:人造卫星在地球表面做圆周运动的周期最小是多少?=84.6min或:思考:人造卫星的周期能否为24小时?1、所谓地球同步卫星是指相对于地心静止的人造卫星,它在轨道上跟着地球自转,同步地做匀速圆周运动,它的周期:T=24h2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上,即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合,卫星离地面高度为定值。对同步卫星:其r、v、ω、T、均为定值同步卫星计算同步卫星高度由万有引力提供向心力同步通讯卫星轨道半径:同步卫星的线速度解:由万有引力提供向心力故:将地球质量M及轨道半径r代入,可得同步通讯卫星的速率由此解出:①轨道平面一定:轨道平面与 共面.②周期一定:与地球自转周期 ,即T=24h.③角速度一定:与地球自转的角速度 。赤道平面相同相同与地球自转方向相同即自西向东运动。运行方向:⑥向心加速度一定:an=关于地球同步卫星的六个“一定”答案:ABC梦想成真1957年10月4日,苏联发射第一颗人造地球卫星1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空,实现了人进入太空的梦想1969年7月20日,阿波罗11号将人类送上了月球我国的航天成就1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功2010年10月1日嫦娥二号顺利发射2013年12月2日嫦娥三号探测器进入太空,当月14日成功软着陆于月球2003年10月15日,神舟五号,杨利伟2005年10月12日,神舟六号,费俊龙聂海胜2008年9月25日,神舟七号,翟志刚、刘伯明、景海鹏2011年11月1日,神舟八号顺利升空2012年6月16日,神州九号2013年6月11日,神舟十号,聂海胜、张晓光、王亚平2011年9月29日天宫一号发射升空2011年11月,天宫一号与神舟八号飞船成功对接2012年6月18日神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器自动交会对接2013年6月13日,神舟十号飞船与天宫一号顺利自动交会对接我国的航天成就宇宙航行回顾:万有引力:万有引力成就:(1)计算天体的质量--------比如地球、太阳质量等等(2)发现未知天体---------比如海王星的发现、哈雷彗星的按时回归等等(T=76年)问题?如图所示,在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中,牛顿设想:把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远;抛出速度足够大时,物体就不会落回地面,成为人造地球卫星。你知道这个速度究竟有多大吗?我们可以从运动和受力分析入手,用万有引力定律和牛顿第二定律进行求解。思考:以多大的速度抛出这个物体,它才会绕地球表面运动,不会落下来?(已知G=6.67×10-11Nm2/kg2,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2)法一:万有引力提供物体做圆周运动的向心力法二:在地面附近,重力提供物体做圆周运动的向心力宇宙速度1、第一宇宙速度物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,叫做第一宇宙速度。嫦娥一号发射全过程3D模拟嫦娥三号发射全过程神六的发射神七飞天精彩全程回放例1、已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,(若地球的第一宇宙速度V1=7.9km/s)则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为()A.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s求:火星表面附近速度这也是火星的第一宇宙速度或者火星上发射卫星的最小发射速度解析:火星的第一宇宙速度:地球的第一宇宙速度:解析:--------比例法求解选A1、第一宇宙速度:v=7.9km/s,物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度,所以也称为“最小发射速度”。发射速度是指卫星在地面附近离开发射火箭的初速度。假若卫星发射后不再补充能量,那么要发射一颗人造地球卫星,其发射速度就不能小于第一宇宙速度。宇宙速度2、第二宇宙速度:v=11.2km/s,物体会克服地球的引力,永远离开地球。说明:若速度大于7.9km/s而小于11.2km/s,物体绕地球运动的轨迹不是圆,是椭圆,但还在地球的引力范围之内。3、第三宇宙速度:v=16.7km/s,物体会挣脱太阳引力束缚,飞到太阳系外。 地球v2=11.2km/sv3=16.7km/s
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