人造卫星宇宙速度PPT课件.ppt

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1、复习提问复习提问1、万有引力定律在天文学中有何应、万有引力定律在天文学中有何应用？用？2、计算中心天体质量的原理公式是、计算中心天体质量的原理公式是什么？什么？我我们们刚刚学学习习的的测测天天体体的的质质量量、发发现现未未知天体知天体是万有引力定律的应用。是万有引力定律的应用。我国具有世界上最先进的航天技术我国具有世界上最先进的航天技术 神神州州五五号号载载人人航航天天的的成成功功离离不不开开万万有有引力定律。引力定律。现现在在我我们们头头顶顶上上有有很很多多的的人人造造卫卫星星，它它们们的发射离不开万有引力定律。的发射离不开万有引力定律。卫星如何上天？如何到达指定的高度卫星如何上天？如何到达

2、指定的高度或位置？上去后会掉下来吗或位置？上去后会掉下来吗有很多的有很多的问题问题 本节课我们利用本节课我们利用万有引力定律万有引力定律和和圆周运圆周运动动的知识的知识对人造卫星作一个初步的了解与对人造卫星作一个初步的了解与研究。研究。一、人造卫星一、人造卫星 请同学们看书请同学们看书“牛顿的设想牛顿的设想”思考下列问题思考下列问题：（1）牛顿设想中抛出的物体是做平抛运动吗？）牛顿设想中抛出的物体是做平抛运动吗？（2）牛顿的结论是什么？）牛顿的结论是什么？动画（牛顿的设想）动画（牛顿的设想）抛抛出出的的物物体体是是平平抛抛运运动动吗吗？为为什什么么？。设设想想的的结结论论是是什什么么？没没有有

3、空空气气阻阻力力，速速度度足足够够大大，永永远远不不会会掉掉下下来来。此时物体将成为此时物体将成为地球的一颗卫星！地球的一颗卫星！牛顿的设想二、二、宇宙速度（宇宙速度（1）动手动脑动手动脑：质量为质量为 m 的人造卫的人造卫星星，绕质量为绕质量为 M 的地球的地球作半径为作半径为 r 的匀速圆周运的匀速圆周运动，卫星的线动，卫星的线速度有速度有 V 多大？你能得出什么结论多大？你能得出什么结论？mMV=?r分析：分析：万有引力作为向心力万有引力作为向心力:方程：方程：结论：结论：半径越大，环绕速度越小半径越大，环绕速度越小二、二、宇宙速度（宇宙速度（2）虽然虽然“R大，大，V小小”，但向高，但

4、向高轨道发射卫星比向低轨道发射轨道发射卫星比向低轨道发射卫星难。卫星难。因为向高轨道发射卫星，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球引力对它的引火箭要克服地球引力对它的引力做的功多。力做的功多。高轨道高轨道低轨道低轨道 人造卫星在地人造卫星在地 面附近绕地球面附近绕地球 做匀速圆周运做匀速圆周运 动具有的速度动具有的速度 是多少？是多少？V0 这三个这三个“宇宙速宇宙速度度”的物理意义是什的物理意义是什么？么？二、二、宇宙速度（宇宙速度（3）7.9km/sV11.2km/sV0BACV1第一宇宙速度：卫星刚好第一宇宙速度：卫星刚好能在地表附近作圆周运动能在地表附近作圆周运动最小发最小发射速度射速

5、度V2 第二宇宙速度：卫星挣脱第二宇宙速度：卫星挣脱地球引力束缚地球引力束缚最小发射速度最小发射速度V3 第三宇宙速度：卫星挣脱第三宇宙速度：卫星挣脱太阳太阳引力束缚引力束缚最小发射速度最小发射速度V1=7.9Km/s第一宇宙速度第一宇宙速度V2=11.2Km/s第二宇宙速度第二宇宙速度V3=16.7Km/s第三宇宙速度第三宇宙速度人类在浩瀚的宇宙发射了多种多样的人类在浩瀚的宇宙发射了多种多样的人造人造卫星卫星其中有一种很特别的卫星成为地球同步卫其中有一种很特别的卫星成为地球同步卫星（经常用做星（经常用做通讯卫星通讯卫星）。）。三、地球同步卫星三、地球同步卫星同步卫星的特点同步卫星的特点1.在

6、赤道上方在赤道上方2.周期和地球自转周期相同周期和地球自转周期相同3.高度一定高度一定 V0BAC1、人造卫星、人造卫星人造的，绕地球运行的物体。（牛顿的设想）2、宇宙速度、宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s，卫星刚好能在地表附近作圆周动(会推导：用F=F向)第二宇宙速度：V2=11.2km/s,卫星挣脱地球引力束缚第三宇宙速度：V3=16.7km/s,卫星挣脱太阳引力束缚 3、地球同步卫星、地球同步卫星小结小结五、作业：五、作业：了解了解“黑洞黑洞”恒星被黑洞撕裂恒星被黑洞撕裂 科学家借助太空望科学家借助太空望远镜在一个距地球亿远镜在一个距地球亿光年的星系中观测到了光年的星系中观测到

7、了耀眼的射线暴发。科耀眼的射线暴发。科学家相信，这是被位于学家相信，这是被位于该星系央的黑洞所吞该星系央的黑洞所吞噬的一颗恒星发出的噬的一颗恒星发出的“临临终呼叫终呼叫”。两个特殊的天体中子星质量很大体积很小表面g是地球的 210 11到 31012 倍 白矮星质量大体积小表面g等于地球的1000万10亿倍 内部全是钻石题1(动手、动脑)1、对于绕地球作匀速圆周运动的几个卫星，、对于绕地球作匀速圆周运动的几个卫星，（1）离地面越高，向心力越）离地面越高，向心力越 （2）离地面越高，线速度越）离地面越高，线速度越（3）离地面越高，周期越）离地面越高，周期越（4）离地面越高，角速度越）离地面越高，

8、角速度越（5）离地面越高，向心加速度越）离地面越高，向心加速度越启示：要用公式推导，找数量关系，不能“想当然”小小大大小小小小小小题题2(思考、讨论)2对对于于绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的人人造造地球卫星，其速率地球卫星，其速率A一定等于一定等于79 kmsB等于或小于等于或小于79kmsC一定大于一定大于79 kmsD介于介于79kms112 kms 概念要清晰：宇宙速度、运行速度题33、对于绕地球作匀速圆周运动的卫星，、对于绕地球作匀速圆周运动的卫星，下列说法中正确的是：下列说法中正确的是：A、万有引力是它作圆周运动的向心力。万有引力是它作圆周运动的向心力。B、轨道半径大的

9、卫星的速度大轨道半径大的卫星的速度大C、轨道半径大的卫星受到的向心力大轨道半径大的卫星受到的向心力大D、轨道半径大的卫星的角速度大轨道半径大的卫星的角速度大启示：要用公式推导，找数量关系，不能“想当然”题题44、假假如如一一做做圆圆周周运运动动的的人人造造地地球球卫卫星星的的轨轨道道半半径径r增大到原来的增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则倍，仍做圆周运动，则A根根据据公公式式FmV2/r，可可知知卫卫星星所所需需的的向向心心力将减小到原来的力将减小到原来的1/2B根根据据公公式式Fm2r，可可知知卫卫星星所所需需的的向向心心力将增大到原来的力将增大到原来的2倍倍C根根据据公公式式FGMm/r2

10、，可可知知地地球球提提供供的的向向心力将减小到原来的心力将减小到原来的1/4D以上说法都不正确以上说法都不正确 半径r变导致V变、变题题55、若某一人造地球卫星运行时，它的天线断若某一人造地球卫星运行时，它的天线断开，断开的天线将如何运动？开，断开的天线将如何运动？继续和卫星一起沿轨道运动。继续和卫星一起沿轨道运动。原因：此时天线虽然折断，但是仍然受地心原因：此时天线虽然折断，但是仍然受地心引力的影响；并且由于惯性仍然存在引力的影响；并且由于惯性仍然存在,而且我而且我们知道，向心加速度与质量无关，卫星上们知道，向心加速度与质量无关，卫星上g是是定值，天线与卫星做同样的向心运动，此时定值，天线与

11、卫星做同样的向心运动，此时卫星继续绕地飞行，天线同样绕地飞行卫星继续绕地飞行，天线同样绕地飞行 题66在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内，下列仪器中不能正常使用的是A弹簧秤 B天平C酒精温度计 D秒表 题7（同）7同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，关于同步卫星的说法中正确的是 A它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值 B它可以在地面上任一点的正上方，但离地距离是一定的 C它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值 D它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 题8（同）8下列关于地球同步卫星的说法正确的是A它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍C我国发射的同步卫星都定点在北京上空D我国发射的同步卫星也定点在赤道上空 各种各样的卫星返回西昌卫星发射中心西昌卫星发射中心 酒泉卫星发射基地酒泉卫星发射基地 太太原原卫卫星星发发射射中中心心 返回通讯卫星高度相同高度相同在赤道上方在赤道上方三颗同步卫星三颗同步卫星可以覆盖全球可以覆盖全球