人造卫星 宇宙速度 主讲人：杨雪明
1、人造地球卫星的发射原理 问题1：地面上的物体是怎样发 射到高空而成为一颗人造地球卫星 的呢？ 问题2：在高山上用不同的水平 初速度抛出一个物体，不计空气阻 力，它们落地点相同吗？
300多年前，牛顿提出设想
2、宇宙速度 问题2：对于靠近地面运行的人造卫星， 它绕地球运行的速率是多少？（地球质量 为5.89×1024kg，地球半径为6.37×106m） 解：V1= √ GM/R = √6.67 ×10-11 ×5.89 ×1024/6.37 ×106 m/s =7.9 km/s
问题3：由于第一宇宙速度是卫星在地面附近绕行的速度，能否可以根据地面附近的重力加速度来推导？ 2、宇宙速度 问题3：由于第一宇宙速度是卫星在地面附近绕行的速度，能否可以根据地面附近的重力加速度来推导？
[引导] 卫星绕地球表面运行的解题 思路：F引=F向 且F引≈mg 2、宇宙速度 [引导] 卫星绕地球表面运行的解题 思路：F引=F向 且F引≈mg 故有： F向 ≈mg 即 mv2/R=mg V=√gR = √9.8 ×6.37 ×106 m/s =7.9 km/s
这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度，也叫环绕速度。 V1=7.9 km/s 2、宇宙速度 这个速度就是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，叫第一宇宙速度，也叫环绕速度。 V1=7.9 km/s
2、宇宙速度 问题4：如果卫星进入地面附近轨道 速度大于7.9km/s，此时卫星轨道又是如 何呢？
问题5：如果卫星进入地面附近轨道速度大于11.2km/s，此时卫星轨道又是如何呢？ 2、宇宙速度 问题5：如果卫星进入地面附近轨道速度大于11.2km/s，此时卫星轨道又是如何呢？ 当卫星的速度等于或大于11.2km/s时， 卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运 行，这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱 离速度。 V2=11.2km/s
达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力
当卫星的速度等于或大于16.7km/s时，卫星就会挣脱太阳的束缚，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。 V3=16.7 km/s 2、宇宙速度 当卫星的速度等于或大于16.7km/s时，卫星就会挣脱太阳的束缚，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度。 V3=16.7 km/s
2、宇宙速度 问题6：人造卫星运行的速率与它的轨道半径有什么关系？
根据：F引=F向 结论：r越小，线速度v越大， 反之，r越大，v越小 GMm/r 2=mv2/r 得：v= √GM/r
2、宇宙速度 问题7：距地面越高的卫星运转速率越小。那么向高轨道发射卫星困难，还是向低轨道发射卫星困难呢？
2、宇宙速度 [讨论] （1）第一宇宙速度是卫星绕地球的 最大速度？ （2）第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度？
巩固练习 B 1、人造卫星绕地球做匀速圆周运动， 下列说法正确的是： A、半径越大，速度越小，周期越小 B、半径越大，速度越小，周期越大 C、所有卫星的速度均是相同的，与 半径无关 D、所有卫星的角速度都相同，与半 径无关 B
BC 2、关于第一宇宙速度，下面说法正确的是： A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 D、它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度 BC
AC 3、关于地球同步卫星，下列说法正确 的是： A、地球同步卫星和地球自转同步，因 此同步卫星的高度和速度是一定的。 B、地球同步卫星的角速度虽被确定， 但高度和速度可以选择，高度增加，速度 增大，高度降低，速度减小。 C、地球同步卫星只能在定点的赤道上空， 相对地面静止不动 D、以上说法都不正确 AC
4、在某行星表面以初速度v0竖直上 解：根据v02=2gH得： g =√v02/2H 第一宇宙速度： v=√gR =v0√R/2H 度为多大？ 解：根据v02=2gH得： g =√v02/2H 第一宇宙速度： v=√gR =v0√R/2H
思考： 宇航员坐在人造飞船里，当飞船在 发射过程中人为什么会产生超重现象？ 当飞船绕地球做匀速圆周运动时又为什 么会产生完全失重现象？
1、第一宇宙速度v1=7.9km/s 2、第二宇宙速度v2=11.2km/s 3、第三宇宙速度v3=16.7km/s 小结： 1、第一宇宙速度v1=7.9km/s 2、第二宇宙速度v2=11.2km/s 3、第三宇宙速度v3=16.7km/s
板书： 卫星绕行速度 v=√GM/r（F引=F向） 人造卫星 宇宙速度 v=√GM/R（F引=F向） 推导 人造卫星 宇宙速度 v=√GM/R（F引=F向） 推导 V=√gR （ F向= F引≈mg） 第一宇宙速度 卫星绕地球运行 的最大速度 V1=7.9km/s 宇宙速度 第二宇宙速度v2=11.2km/s （脱离速度） 发射卫星的最小 速度 第三宇宙速度v3=16.7km/s （逃逸速度）
作业： P110 练习二 （4）、（5）、（6）、（7）
CD 5、在环绕地球运行的宇宙飞船的实验舱内，下面几项实验中可以正常进行测量的是： A、用天平称物体的质量 B、用弹簧秤称物体的重力