3.4 宇宙速度与航天 课件 高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册(共17张PPT)

(共17张PPT)
3.4 宇宙速度与航天
冲上云霄，飞向太空
从一高山处，水平抛出石头，每一次的速度都在变大，落地点也就一次比一次远。
牛顿的假想：
当速度足够大，石头就不再落回地面，将环绕地球运动，即地球卫星。
思考：这个速度应该多大？
将物体抛出后，具体要多大的速度才会绕着地球表面运动而不落地
地球对物体的万有引力提供向心力
r
物体恰好在地球附近环绕做匀速圆周运动，此时万有引力等于重力提供物体圆周运动的向心力
r
假设地球重力加速度g=9.8m/s2 ，其半径R=6400km,计算物体恰好在地球附近环绕做匀速圆周运动时的速度大小？
r
第一宇宙速度
物体在地面环绕地球做匀速圆周运动，必须具有的速度，称为：第一宇宙速度7.9km/s
第一宇宙速度是人造卫星进轨道的最小发射速度。
当速度≥11.2km/s，太空飞船挣脱地球吸引，将环绕太阳运动或飞向其他行星，11.2km/s称为第二宇宙速度，是卫星挣脱地球引力的最小发射速度。
第二宇宙速度
挣脱太阳吸引力的最小发射速度叫第三宇宙速度，大小为16.7km/s.
第三宇宙速度
人造卫星图示
同步卫星
五定量
周期：T=24h
轨道：在赤道上空
高度：h=36000km
总结：地球同步卫星的特点
角速度：与地球自转角速度相等
线速度：v =3.1km/s（引力=向心力）
同步卫星
近地卫星
月球
近地卫星、同步卫星、月球三者比较【都在天上】
（高轨低速度大周期）
同步卫星
月球
地面物体A、同步卫星、月球三者比较
【有天有地】
A
R3
R2
R1
地面（赤道）物体A、同步卫星、其他星体三者比较
做题步骤：(结合列表法和高轨低速大周期)
1.天上先比较【高轨低速大周期】
2.同步卫星与地面再比较
w卫 = w地；T卫 = T地；
根据v=rw，得出 V卫 > V地
根据a = wv，得出a卫 > a地
卫星变轨问题
问：卫星要到达特定轨道，要经过点火加速或减速进行变轨调整，从低轨道上卫星飞到高轨道上运行，需要怎么操作？
应使卫星做离心运动，速度应增大
v↑，F引＜F向
v↓,F引＞F向
卫星变轨：低轨→高轨：加速
高轨→低轨：减速
点火变轨
点火变轨
椭圆轨道
2007年10月24日
嫦娥一号月球探测器
2008年9月25日神舟七号