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1、,5 宇宙航行,牛顿的猜想,问题：牛顿实验中，物体至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？地球半径约为6400km。,在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力：,由于万有引力近似等于物体的重力，得：,联立得 ： 代入数据得 v=7.9km/s,结论： 如果发射速度小于7.9km/s，物体将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。我们把这个速度称为第一宇宙速度。,1.第一宇宙速度,一宇宙速度,第一宇宙速度的三层含义： （1）它是人造卫星
2、的最小发射速度； （2）它是在地面附近环绕地球作匀速圆周运 动的卫星的环绕速度； （3）它是所有人造卫星中的最大环绕速度。,2第二宇宙速度： 意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。 注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会挣脱地球的引力，不再绕地球运行。,2第二宇宙速度： 意义：使卫星挣脱地球的束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，也称为脱离速度。 注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆；等于或大于11.2k
3、m/s时，卫星就会挣脱地球的引力，不再绕地球运行。,3第三宇宙速度： 意义：使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，也称为逃逸速度。 注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳做椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。,4.人造卫星的发射速度与运行速度的区别,（1）发射速度： 发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 （2）运行速度： 运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度小于第一宇宙速度。,二天体运动的线速度、角速度、周期及 加速度与半径之间的关系,三同步卫星,1.周期一定：T=24h； 2.角速度一定； 3.向心加速度大小一定； 4.与赤道平面共面； 5.离地面的高度是确定的。,课堂小结,一、宇宙速度 二、天体运动的线速度、角速度、周期 及加速度与半径之间的关系 三、同步卫星,
