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1、6.5 人造卫星 宇宙速度高高一一物物理理 第第六六章章 第第五五节节人造人造卫星星 宇宙速度宇宙速度地面上抛出的物体为什么要落回地地面上抛出的物体为什么要落回地面？面？ 月球也要受地球引力作用，为什么月球也要受地球引力作用，为什么月球不会落到地面上？月球不会落到地面上？ 月球受到的地球的引力，用月球受到的地球的引力，用来充当绕地运动的向心力来充当绕地运动的向心力物体做平抛运动时，飞行距离与飞物体做平抛运动时，飞行距离与飞行的水平初速度有何关系行的水平初速度有何关系(高度一高度一定的情况下定的情况下)？若抛出物体的水平初速度足够大，若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？物体将会怎样？ 当
2、平抛的水平初速度足够大时，当平抛的水平初速度足够大时，物体飞行的距离也很大，由于地物体飞行的距离也很大，由于地球是圆形球体，故物体将不能再球是圆形球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运落回地面，而成为一颗绕地球运转的卫星。转的卫星。地球牛顿人造卫星原理图牛顿人造卫星原理图 在地球上抛出的在地球上抛出的物体，当它的速度足物体，当它的速度足够大时，物体就永远够大时，物体就永远不会落到地面上，它不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成将围绕地球旋转，成为一颗为一颗人造地球卫星人造地球卫星。简称简称人造卫星人造卫星。一、人造卫星一、人造卫星设地球质量为设地球质量为M M，人造地球卫星质，人造地球
3、卫星质量为量为m m，它在圆形轨道上运行，轨，它在圆形轨道上运行，轨道半径为道半径为r r，那么，在该轨道上做，那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度匀速圆周运动的卫星的速度v v如何如何推算？推算？那么，速度为多大时，物体将不会那么，速度为多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的人造落回地面而成为绕地球旋转的人造卫星呢？卫星呢？由地球对卫星的万有引力提供向心力由地球对卫星的万有引力提供向心力M表示表示地球地球的质量的质量m表示表示卫星卫星的质量的质量当卫星运转的最小半径近似等于地当卫星运转的最小半径近似等于地球的半径，轨道半径球的半径，轨道半径 r =R r =R时，即在时，即在地球
4、的表面绕地运转地球的表面绕地运转. . 地球的质量为：地球的质量为： M= M=1、第一宇宙速度、第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的运行速度，也是人造地球卫星的最运动的运行速度，也是人造地球卫星的最小发射速度小发射速度（环绕速度）（环绕速度）由重力近似等于万有引力，得到由重力近似等于万有引力，得到2、第二宇宙速度、第二宇宙速度（脱离速度）（脱离速度）人造卫星的速度大于或等于人造卫星的速度大于或等于11.2km/s时就时就会脱离地球的引力，不再绕地球运动这个会脱离地球的引力，不再绕地球运动这个速度叫第二宇宙速度速度叫第二宇宙速度人造卫星挣脱
5、太阳的引力的束缚，飞到太人造卫星挣脱太阳的引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙中去时，所必须具有的速阳系以外的宇宙中去时，所必须具有的速度叫第三宇宙速度度叫第三宇宙速度3、第三宇宙速度、第三宇宙速度（逃逸速度）（逃逸速度）4、当、当11.2km/sv7.9km/s时，卫星绕地球时，卫星绕地球旋转，轨道是椭圆，地球位于一个焦点上旋转，轨道是椭圆，地球位于一个焦点上发射到火星的探测器发射到火星的探测器需要速度大于等于第二宇宙速度需要速度大于等于第二宇宙速度发射发射“旅行者旅行者”宇宙探测器宇宙探测器需要探测器的速度大于等于第三宇宙速度需要探测器的速度大于等于第三宇宙速度卫星运行速度卫星运行速度v，角速
6、度，角速度，周期，周期T、向、向心加速度与轨道半径心加速度与轨道半径r的关系的关系12V V与与r r的平方根成反比的平方根成反比,r,r越大，越大，V V越小越小与与r r的三次方的平方根成反比的三次方的平方根成反比 r r越大越大越小越小卫星运行速度卫星运行速度v，角速度，角速度，周期，周期T、向、向心加速度与轨道半径心加速度与轨道半径r的关系的关系3T T与与r r的三次方的平方根成正比，的三次方的平方根成正比，r r越大，越大，T T越越大大4a a与与r r的平方成反比，的平方成反比， r r越大，越大，a a越小越小小结：小结：一、人造卫星：一、人造卫星：在地球上抛出的物体，当在地
7、球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为它将围绕地球旋转，成为一颗一颗人造地球卫星人造地球卫星。简称。简称人造卫星人造卫星。地球1、第一宇宙速度：、第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆地面附近、匀速圆周运动）周运动）二、宇宙速度：二、宇宙速度：2、第二宇宙速度：当物体的速、第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于度大于或等于11.2km/s时，卫星时，卫星就会脱离地球的吸引，不在绕地就会脱离地球的吸引，不在绕地球运行。球运行。3、第三宇宙速度：如果物体的速度、第三宇宙速度：如果物体的速度等于或大
8、于等于或大于16.7km/s，物体就摆脱，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。外的宇宙空间去。V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s地球同步卫星地球同步卫星地球同步卫星是相对地面静止，跟地球自地球同步卫星是相对地面静止，跟地球自转同步的卫星。转同步的卫星。同步卫星的性质：同步卫星的性质：1、周期与地球自转周期相同，、周期与地球自转周期相同，T=24h。2、轨道平面在赤道平面上，即所有同步卫、轨道平面在赤道平面上，即所有同步卫星都在赤道正上方。星都在赤道正上方。3、所有同步卫星的周期、所有同步卫星的周期T，线速度，线
9、速度v，轨道，轨道半径半径r，角速度，角速度，以及向心加速度，以及向心加速度a的大小的大小都一定相同。都一定相同。19571957年年1010月月4 4日，前苏联发射了日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星世界上第一颗人造地球卫星我国在我国在19701970年年4 4月月2020日发射了第日发射了第一颗人造地球卫星一颗人造地球卫星我国已成为世界上第五个依靠自我国已成为世界上第五个依靠自己力量研制成功火箭发射卫星、己力量研制成功火箭发射卫星、第三个掌握卫星回收技术、第四第三个掌握卫星回收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国个用一枚火箭发射多颗卫星的国家家黑洞是宇宙中最神秘的物体，之所以叫黑洞
10、是宇宙中最神秘的物体，之所以叫它黑洞，它黑洞， 是因是因为它它们本身不会本身不会发出任何出任何可可见光。光。虽然它然它们曾曾经是宇宙中最明亮是宇宙中最明亮的物体，但当它的物体，但当它们在生命在生命结束束时的爆的爆发中抛却了明亮的外壳，只留下了超中抛却了明亮的外壳，只留下了超压缩的内核。的内核。这个内核的引力极其个内核的引力极其强大，以大，以致于光也不能从它那里逃逸。所以也就致于光也不能从它那里逃逸。所以也就不会有人看到它。它不不会有人看到它。它不仅不可不可见，而且，而且还能吞噬所有靠近它的物能吞噬所有靠近它的物质。黑洞黑洞 设想设想，如果某天体的质量非常大、半径非常，如果某天体的质量非常大、半
11、径非常小则其脱离速度可能超过光速，小则其脱离速度可能超过光速， 即：即： 爱因斯坦相对论指出，任何物体的速度都爱因斯坦相对论指出，任何物体的速度都不可能超过光速。由此可以知道，对于这不可能超过光速。由此可以知道，对于这种天体来说，任何物体都不可能脱离它的种天体来说，任何物体都不可能脱离它的束缚，甚至连光也不能射出。束缚，甚至连光也不能射出。运行速度运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度的线速度发射速度发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初指被发射物体离开地面时的水平初速度速度9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2024/7/302024/7/30Tuesday
12、, July 30, 202410、雨中黄叶树，灯下白头人。2024/7/302024/7/302024/7/307/30/2024 11:18:47 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2024/7/302024/7/302024/7/30Jul-2430-Jul-2412、故人江海别，几度隔山川。2024/7/302024/7/302024/7/30Tuesday, July 30, 202413、乍见翻疑梦，相悲各问年。2024/7/302024/7/302024/7/302024/7/307/30/202414、他乡生白发，旧国见青山。30 七月 20242024/7/302024/7/
13、302024/7/3015、比不了得就不比，得不到的就不要。七月 242024/7/302024/7/302024/7/307/30/202416、行动出成果，工作出财富。2024/7/302024/7/3030 July 202417、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2024/7/302024/7/302024/7/302024/7/309、没有失败，只有暂时停止成功！。2024/7/302024/7/30Tuesday, July 30, 202410、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2024/7/302024/7/302024/7/
14、307/30/2024 11:18:47 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2024/7/302024/7/302024/7/30Jul-2430-Jul-2412、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2024/7/302024/7/302024/7/30Tuesday, July 30, 202413、不知香积寺，数里入云峰。2024/7/302024/7/302024/7/302024/7/307/30/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。30 七月 20242024/7/302024/7/302024/7/3015、楚塞三湘接，荆
15、门九派通。七月 242024/7/302024/7/302024/7/307/30/202416、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2024/7/302024/7/3030 July 202417、空山新雨后，天气晚来秋。2024/7/302024/7/302024/7/302024/7/309、杨柳散和风，青山澹吾虑。2024/7/302024/7/30Tuesday, July 30, 202410、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2024/7/302024/7/302024/7/307/30/2024 11:18:47 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2024/7/30202
16、4/7/302024/7/30Jul-2430-Jul-2412、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2024/7/302024/7/302024/7/30Tuesday, July 30, 202413、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2024/7/302024/7/302024/7/302024/7/307/30/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。30 七月 20242024/7/302024/7/302024/7/3015、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。七月 242024/7/302024/7/302024/7/307/30/202416、业余生活要有意义，不要越轨。2024/7/302024/7/3030 July 202417、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2024/7/302024/7/302024/7/302024/7/30MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Fusce id urna blandit, eleifend nulla ac, fringilla purus. Nulla iaculis tempor felis ut cursus. 感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉
