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高中物理人教版必修二6.5宇宙航行课件(共43张PPT)

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高中物理必修二6.5《宇宙航行》ppt

高中物理必修二6.5《宇宙航行》ppt
第六章 万有引力与航天
§6.5 宇宙航行
§6.5 宇宙航行
嫦 娥 奔 月
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
敦煌飞天的美丽壁画
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
外国人的 “飞天”梦
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
飞天之梦的历史
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
将卫星绕地球运动近似看成匀速圆周运动，则 卫星环绕线速度、角速度、周期、 向心加速度 与轨道半径的关系?
依据：F引=F向
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
三、人造卫星的运动规律
(1)
由
G
M地m r2
v2 m
r
得:v
GM地 r
(2)
由
G
M地m r2

m 2r
得:
GM地 r3
问 题 情 境
一、牛顿关于卫星的设想
地面上抛出的物 体,由于受到地球引 力的作用,最终都要 落回到地面。
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
一、牛顿关于卫星的设想
问 1、物体做平抛运动时,水平速度越大，飞
题 行的水平距离越远。
V0
情
O
境
问题:
A
B
C
D
2.若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会 怎样?试大胆猜想。
所以， 第一宇宙速度是 发射地球卫星的 最小发射速度。
2019年11月13日星期三
§6.5 宇宙航行
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度： (环绕速度）
GM
v1
7.9km / s R

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 (共39张)PPT课件

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 (共39张)PPT课件
为r，求该卫星运行速度v。
近地卫星的运行速度是多大呢？
已 知 ： G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
v m/s GM R
6.6710115.891024 6.4106
7.9km/s
2020/10/1
14
近地卫星的运行速度是多大呢？
2020/10/1
32
课堂小结：
33
练习：
34
35
2.关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ACD） A.它的运行速度小于7.9km/s B.它的运行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合 D.每一个地球同步卫星离地面的高度是一样的
36
37
38
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
40
设卫星离地面高度为h
由 GM 地 m卫 (R 地 h)2
m卫
(
2
T

)2
(R
地
h)h
3
解得h
GM 地T 2
4 2
R地
3.6 104 km
5.6R地
地球同步卫星能否位于北京正上方某一确定高度h ？
2020/10/1
30
2020/10/1
31
为了卫星之间不互相干扰，大约3° 左右才能放置1颗，这样地球的同步卫 星只能有120颗。可见，空间位置也是 一种资源。
10
2020年10月1日星期四
我国在1970年4月20日 发射了第一颗人造地球 卫星
2003年10月15日，神州五号 载人宇宙飞船发射升空
11

人教版物理必修二 6.5宇宙航行 (共107张PPT)

人教版物理必修二 6.5宇宙航行 (共107张PPT)

设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r， 由于万有引力提供向心力，则
G
Mm r2
=
m v2 r
v = GM r
可见：对正常运行的卫星而言，其轨道半径r越大，运行速度v越小
§6.5 宇宙航行
一、人造卫星的发射原理
设地球质量为M，半径为R。那么，刚好可以离开地球， 绕着地球表面做匀速圆周运动的物体的速度v为多大？
2020年3月12日星期四
§6.5 宇宙航行
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度
大小：v=11.2km/s 意义：以这个速度发射，物体 刚好能克服地球的引力作用， 永远的离开地球而绕太阳运动。 也叫脱离速度。
注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s， 卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；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。
2、第一宇宙速度如何推导？
3、将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为 什么？
4、发射速度与卫星绕地球旋转的速度是不是同一速度? 发射速度大说明什么？卫星运转速度大又说明什么?
2020年3月12日星期四
§6.5 宇宙航行
二、宇宙速度
讨论
高轨道上运行的卫星速度小，是 否发射也容易呢？
这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。
最小的发射速度 ，最大的环绕速度。（半径最小）
§6.5 宇宙航行
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
计算
人造卫星在地球表面做圆周运动
的周期T.
Mm 4π2 G R2 = m T 2 R
Mm mg = G R2
T = 2π R g
=84.6min 最小周期
问题：能否发射一颗周期为８０分钟的人造卫星？

人教版物理必修二课件6.5 ：宇宙航行 (共23张PPT)

人教版物理必修二课件6.5 ：宇宙航行 (共23张PPT)
2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个 确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球赤道 平面重合，卫星离地面高度为定值。
对同步卫星：其r、 v、ω、T 、均为定值
计算同步卫星高度
由万有引力提供向心力
Mm
4 2
G (R h)2 m T 2 (R h)
h3
GMT 2
4 2
R 3.6 107 m
同步通讯卫星轨道半径： R h 4.2107 m
同步卫星的线速度
解：由G万M有m引力 提m供 2向心力 故 :
r2
r
由此解出:
GM r
将地球质量M及轨道半径r代入，可得同步通讯 卫星的速率

GM r
6.67
1011 6.0 4.2 107
1024
m
/
s

3.1103
但在2003年2月1日，哥伦比亚号航 天飞机在重返地面的过程中突然发 生解体燃烧，航天飞机上的七名宇 航员全部遇难。（其中有6名美国 人、1名以色列人）
中国航天史
1970年， “东方红”1号， 中国第一颗人造卫星。中国是 第五个能自行发射卫星的国家。
1975年，返回式遥感卫星， 中国第一颗返回式卫星，用 于对地观测，运行三天后按 计划返回地面；中国是第三 个掌握卫星回收技术的国家。
思考：卫星运动的线速度、角速度 和周期与轨道半径的关系呢？
即：人造卫星的运动有何规律？
F
(1)
由
G
M地m卫 r2
m卫
v2 r
得:v
GM地 r
V
(2)
由G
M地m卫 r2

m卫2r得:

GM地 r3

人教版高中物理必修2第六章 第五节 宇宙航行课件.ppt

人教版高中物理必修2第六章 第五节 宇宙航行课件.ppt

►变式应用
1．(多选)设地球的半径为 R，质量为 m 的卫星在距离地面高为
2R 处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为 g，则(AC)
A．卫星的线速度为
gR 3
B．卫星的角速度为
g 8R
C．卫星做圆周运动所需的向心力为R g
题型 2 第一宇宙速度
例 2 我国已发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”．设
►变式应用
2．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的半径的 2
倍．那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的(B)
A. 2倍
B. 1 倍 2
C.12倍
D．2 倍
解析：因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星 的轨道半径可近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充 当向心力．故公式GRM2m＝mRv2成立，所以解得：v＝ GRM.因此， 当 M 不变，R 增加到 2R 时，v 减小到原来的 1 倍．即正确的选项
来的
2 2
问题二 近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体三种匀 速圆周运动有何异同？
1．轨道半径：近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同，同步卫 星的轨道半径较大，r 同>r 近＝r 物．
2．运行周期：同步卫星与赤道上的物体的运行周期相同．由 T ＝2π GrM3 可知，近地卫星的周期要小于同步卫星的周期，T 近<T 同＝T 物．
该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面．已知月球的质量约为地球
质量的811，月球的半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约
为 7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为( )
A．0.4 km/s
B．1.8 km/s
C．11 km/s

新人教版高中物理必修二第六章第五节宇宙航行课件 (共51张PPT)

新人教版高中物理必修二第六章第五节宇宙航行课件 (共51张PPT)

4．梦想成真． 1957 年 10 月，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星． 1969 年 7 月，美国“阿波罗 11 号”登上月球． 2003 年 10 月 15 日，我国航天员杨利伟踏入太空． 2010 年 10 月 1 日，我国的“嫦娥二号”探月卫星发 射成功． 2013 年 6 月 11 日，我国的“神舟十号”飞船发射成 功．
结合选项 C 知选项 D 错误．本题正确选项为 A、B、 C.
答案：ABC
2．(多选)三颗人造地球卫星 A、B、C 绕地球做匀速 圆周运动，如图所示，已知 mA＝mB＜mC，则对于三颗卫 星，正确的是( )
A．运行线速度关系为 vA＞vB＝vC B．运行周期关系为 TA＜TB＝TC
C．向心力大小关系为 FA＝FB＜FC D．半径与周期关系为RT2A3A＝RT2B3B＝RT2C3C 解析：由 GMr2m＝mvr2得 v＝ GrM，所以 vA＞vB＝
1.第一宇宙速度的理解. 2.人造卫星的线速度、角 速度、周期与半径的关 系.
知识点 宇宙航行
提炼知识 1．牛顿的“卫星设想”． 如图所示，当物体的初速度足够大时， 它将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为 一颗绕地球转动的人造卫星．
2．原理． 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周 运动，向心力由地球对它的万有引力提供，即 GMr2m＝_m_v_r2，
1．人造卫星的 an、v、ω、T 由地球的质量 M 和卫星 的轨道半径 r 决定，当 r 确定后，卫星的 an、v、ω、T 便 确定了，与卫星的质量、形状等因素无关，当人造卫星的 轨道半径 r 发生变化时，其 an、v、ω、T 都会随之改变．
2．在处理人造卫星的 an、v、ω、T 与半径 r 的关系 问题时，常用公式“gR2＝GM”来替换出地球的质量 M， 会使问题解决起来更方便．

人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 课件(共36张PPT)

运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地 球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着” 地面运行时，运行速度等于发射速度．
关系：
1、发射速度总是≥运行速度。
2、发射速度越大，运行速度越小。
3、 第一宇宙速度是发射卫星的 最小发射速度，是卫星绕地球运 行时的最大运行速度。
三、第二宇宙速度（脱离速度）
1、定义： 在地面上发射物体，使之能
由公式可知：天体质量越大，半 径越小，第一宇宙速度越大。
看条件回答问题：在地球 表面处发射一个物体，则：
1、当V发＜7.9km/s时，物体将？ 2、当V发=7.9km/s时，物体将？ 3、当7.9km/s＜V发＜11.2km/s时，物体将？
4、当11.2km/s≤V发＜16.7km/s时，物体将？
够摆脱地球引力的束缚，成为绕 太阳运动的人造行星所必须具备 的最小发射速度。
2、大小： V2 11.2km/ s
四、第三宇宙速度（逃逸速度）
1、定义：
在地面上发射物体，使之能 够摆脱太阳引力的束缚，飞到太 阳系以外的宇宙空间中去所必须 具备的最小发射速度。
V 2、大小： 3
16.7km/
s
答案: 8.9m/s2； 7.3m/s
强化训练 训练2：中国紫金山天文台将1965年9月
20日发现的第2752号小行星命名为“吴 健雄星”,其直径2R2=32 km。如果该小 行星的密度与地球的密度相同,则对该小 行星而言,第一宇宙速度为多少? (已知地球半径为R1=6 400 km,地球的 第一宇宙速度v=8 km/s)
火箭点火起飞，飞船绕地球飞行一圈， 历时108分，然后重返大气层，安全降落在地 面，铸就了人类进入太空的丰碑。
■1969年7月20日，阿波罗11号将人类第一次

人教版高中物理必修二第六章第五节宇宙航行课件(共47张PPT)

这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。
分析 当在地面附近绕地球运行，轨道半径r即为地球半径R
G
Mm R2
=
mV 2 R
v = GM R
人造卫星发射速度与运行速度
（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置 时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射 物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度， 进入运动轨道．
卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有 的速度——第一宇宙速度 。 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 。但所有卫星的环绕速度（在轨道 上的速度）都必须小于7.9Km/s。所以第一宇宙速度是：
最小的发射速度 ， 最大的环绕速度。（半径最小）
练习3、人造卫星在地球表面做圆周 运动的周期T.
大小：v=16.7km/s 意义：以这个速度发射，物 体刚好能摆脱太阳引力的束 缚而飞到太阳系以外，也叫 逃逸速度。
注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星 绕太阳作椭圆运动，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。
（5）离地面越高，向心加速度越 小
高轨道上运 行的卫星， 线速度小、 角速度小， 周期长。
一、牛顿的设想
从 高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地 点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落 回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。
地 球
以平抛运动为模型的推理过程
牛顿人造卫星原理图
需要给物体以多大的速度，它才会不落回到地面呢?
宇宙速度
环绕速度： 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度。
发射速度： 指被发射物体刚刚被射入轨道的初速度。

人教版高一物理必修2第六章：6.5宇宙航行 课件

18
2.对接： 航天飞船与宇宙空间站的“对接”实际上就是 两个做匀速圆周运动的物体追赶问题，本质仍
然是卫星的变轨运行问题。
19
2.两卫类星变轨变轨的实离质心运动
近心运动
变轨起因 卫星速度突然增大
卫星速度突然减小
受力分析
Mm v2 G r2 <m r
Mm v2 G r2 >m r
变为椭圆轨道运动或在 变为椭圆轨道运动或在 变轨结果
B.b 与 c 的周期之比为Rr
R r
BC C.a 与 c 的线速度大小之比为Rr
D.a 与 c 的线速度大小之比为
R r
解析 b、c 均为地球的卫星，有 GMr2m＝m4Tπ22r，整理得 T＝2π GrM3 ，则 b、c 的 周期之比为TTbc＝ Rr33＝Rr Rr ，A 错，B 正确；由于 a、c 具有相同的角速度，则由 v＝ωr，可知 a、c 的线速度之比为vvac＝Rr ，选项 C 正确，D 错误。 17
速度为 16．7×103m/s，月球到地球中心的距离为 3．84×108m，
假设地球赤道上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹
D 果脱离苹果树后，将 (
)
A．落向地面
B．成为地球的同步“苹果卫星”
C．成为地球的“苹果月亮”
D．飞向茫茫宇宙
3
变式训练
“嫦娥三号”(“玉兔”号月球车和着陆器)以近似为零的速 度实现了月面软着陆。下图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图。
卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必须 是卫星圆轨道的圆心。
6
2．人造卫星做圆周运动问题的分析思路 (1)卫星的动力学规律 由万有引力提供向心力 GMr2m＝ma 向＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r

人教版高中物理必修二ppt课件：6.5宇宙航行课件


东
南
人造地球卫星的运行轨道
卫星绕地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供 向心力，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆 周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星圆周运 动的圆心和地球的地心重合。这样就存在三类人造地 球卫星轨道：
①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面， 卫星始终处于赤道上方； ②极地轨道，卫星轨道平面与赤道 平面垂直，卫星通过两极上空； ③一般轨道，卫星轨道和赤道成 一定角度。
学科网
v1
GM R

6.6710 11 5.9810 24 6.3710 6
m/s
7.9km / s
这就是人造地球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，叫做第一宇宙速度。
第一宇宙速度的另一表达式
根据地球表面（忽略自转）物体的重力近似
于对物体的万有引力可得:
v gR 9.8 6.4 10 6 m / s 7.9km / s
v 1 1.第一宇宙速度(环绕速度) ：
二、宇宙速度
GM R
gR
（对任何天体都适用）
对地球(1)v1=7.9km/s 是人造卫星的最小发射速 度和最大环绕速度。若7.9km/s<v<11.2km/s 卫星绕地球做椭圆运动。 2、第二宇宙速度(逃逸速度): v 2=11.2km/s 是 卫星挣脱地球束缚的最小发射速度 3、第三宇宙速度(逃逸速度):v3 =16.7km/s是 卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度
2003年10月15日 神舟五号 杨利伟
2005年10月12日 神舟六号 费俊龙聂海胜
2008年9月25日 神舟七号 翟志刚刘伯明 景海鹏
4．1990年3月，紫金山天文台将该台发现 的2752号小行星命名为“吴健雄星”。将 其看作球形，直径为32km，它的密度和地 球密度相近。若在此小行星上发射一颗卫 星环绕 其表面附近运转。求此卫星的环绕 速度。（地球半径取6400km）
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人类遨游太空回顾
• 尼尔·阿姆斯特朗 巴兹·奥尔德林
• 1969年7月20日，美 国宇航员巴兹·奥尔德 林（如图）和尼尔·阿 姆斯特朗（头盔中影 像）乘“阿波罗”11 号飞船首次登上月球。
人类遨游太空回顾
• 布鲁斯·麦坎德利斯
• 1984年6月7日，美国 航天飞机“挑战者” 号宇航员布鲁斯·麦坎 德利斯使用载人机动 装置，离开航天飞机 320英尺，完成了人类 首次无安全索太空行 走
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的 速度
5.把卫星绕地球的运动看做匀速圆
周运动,则离地球越远的卫星( BCD )
A.周期越小
B.线速度越小
C.角速度越小 D.受到的地球引
力越小
6、发射一颗绕地球做圆周运动
的人造卫星,如果它的轨道半径是
地球4倍,它的轨道速度是第一宇
宙速度的多少倍？
解:万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 根据牛顿第二定律有
小结：
一、牛顿的设想 ----发射人造卫星 二、卫星的动力学方程 F万 = F向 三、宇宙速度：
第一宇宙速度（环绕速度）： V 7.9km / s 1
第二宇宙速度（脱离速度）： V 11.2km / s 2
会推导，理解它是 最小的发射速度， 最大的环绕速度
第三宇宙速度（逃逸速度）： V 16.7km / s 3
G
Mm r2

答：低轨道上的运行速度大，因为卫星离地心越近 （r越小），它的运行速度就越大。
3.发射速度和运行速度是同一个速度吗？ 答：不是。 运行速度： 指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。 发射速度：
指被发射物在地面附近离开发射装置时的速v度发射。
v环绕
3、课本第44页第2题
思考与讨论：
1.卫星在低轨道和高轨道上做圆周运动时 的运行速度哪个更大呢？为什么？
答案
2.将卫星送入低轨道和高轨道哪一个更难？哪 一个需要的发射速度更大？为什么？
答案
3.发射速度和运行速度是同一个速度吗？
答案
1.卫星在低轨道和高轨道上做圆周运动时 的运行速度哪个更大呢？为什么呢？
台无线电发报机，不断发出电子 信号。“旅行者1号”运行９２天 后即陨入大气层，化作了流星。 这颗卫星发射成功标志着人类航 天时代的到来。
梦想成真
美国１９５７年１２月６日发射 的第一颗卫星，发射失败。
这颗卫星只有椰子大小，发射 ２秒钟后火箭 爆炸，卫星完好无损，
滚在地上还老老实实地按规定的１ ０８兆Hz的频率不断发出信号。现 场集聚的记者们给成千上万等待 “历史性时刻到来”的美国人带去 了奇耻大辱。 英国广播公司事后播
计算： 要使一个物体在地面附近恰能围绕着地球 做圆周运动，需要为它提供多大的速度?
M=5.98×1024kg
R
R=6.4×106m
G=6.67×10-11Nm2/kg2
v
GM r
GM R地
6.67
1011 5.98 6.40 106
1024
m
/
s

7.9km
/
s
第一宇宙速度（环绕速度）
第三宇宙速度（逃逸速度）
第三宇宙速度: 16.7km/s
如果物体的速度等于或大于 16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力 的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空 间去
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
发射速度
M
运行速度
梦想成真
１９５７年１０月４日，苏联发 射了历史上第一颗人造卫星—— —“旅行者1号”，震惊了整个世 界。该卫星直径５８ｃｍ，重８ ３·６ｋｇ， 与地面距离为９０ ００公里，每９６分钟环行地球 一周，运行轨道与赤道所形成的 倾斜角为６５度。它的外形是一 个铝合金的圆球，伸出四根象鞭 子一样长长的天 线，内部装有两
5、宇宙航行
人类的飞天梦想 敦煌飞天的壁画
嫦 娥 奔 月
人类的飞天梦想
思考： 1、为什么从地面抛出的 物体总要落回地面？
2、如何让抛出的物体 飞行的更远些？
3、是否有可能使物体具 有足够大的速度而远到 不再落回地面呢？
从 高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地 点也就一次比一次远。当速度很大时，物体的运动的区 域就不能简单的认为是平面，而应该是球面的一部分。
人类遨游太空回顾
• 蒂托
• 2001年4月30日，第一 位太空游客、美国人蒂 托（中）快乐地进入国 际空间站，开始了他为 期一周的太空观光生活。 太空旅游的开辟使得普 通人也能够像宇航员一 样畅游星际之间。
人类遨游太空回顾
• 杨利伟
• 2003年10月15日， 中国自行研制的“神 舟”五号载人飞船， 在酒泉卫星发射中心 发射升空后，准确进 入预定轨道，中国首 位航天员杨利伟被顺 利送上太空。
例题：你能求出此近地卫星的周期吗？
M=5.98×1024kg
R
R=6.4×106m
G=6.67×10-11Nm2/kg2
G Mm m 4 2 R
R2
T2
T 2
r3
GM 地
2 3.14
(6.37 106 )3 6.67 1011 5.89 1024 s
5.07 103 s 84.5 min
四、梦想成真
作业布置：
1.第一、第二、第三宇宙速度以人类目前的科技 水平已经能够达到，国际上现在又出现了“第四 宇宙速度”的说法，通过报刊、因特网等途径查 阅有关第四宇宙速度的信息。
2、近年来，有的国家试图在大气层外部署太空 武器，例如巨型炸弹、破坏性激光武器等，遭到 国家社会的反对，通过报刊、因特网等途径查阅 这方面的资料，了解我国政府的立场，阐述你自 己的观点，与同学们交流。
2.下列说法中正确的是（ C ）
A.运行的轨道半径越大，运行速度越小，发 射速度越小
B.运行的轨道半径越大，运行速度越大，发 射速度越大
C.运行的轨道半径越大，运行速度越小，发 射速度越大
D.运行的轨道半径越大，运行速度越大，发 射速度越小
3、人造地球卫星绕地球做匀速圆 周运动，其速率（ B ）
我们能否发射一颗周期为
练习: 1. 2002年3月25日，我国成功发
射了“神舟”三号宇宙飞船， 这标志着我国的航天技术上了 一个新台阶，若飞船在近地轨 道上做的是匀速圆周运动，则 运行速度的大小是（B ） A.V>11.2km/s
B.V=7.9km/s
C. 7.9km/s<V<11.2km/s
D.V=11.2km/s
问题2：当物体成为一颗人造卫星后，它做圆 周运动所需的向心力是什么力提供的？
卫星绕地球做圆周运动的向心力由
地球对卫星的万有引力提供。
设地球的质量为M，绕
r
地球做匀速圆周运动的卫星
的质量m，卫星的速度为V， 角速度为w,周期为T,它到地
心的距离为r，万有引力常
量为G。请写出万有引力与
V、 w、T的关系式
要使物体恰能在地面附近绕地球做匀速圆周运动， 至少以7.9km/s的速度发射，并以这一速度围绕地球表 面做匀速圆周运动。把这一速度称为第一宇宙速度。
理解
1、第一宇宙速度是最大的运行速度
（在环绕地球做匀速圆周运动的所有可能速度中）
2、第一宇宙速度是最小的发射速度
（发射速度不能低于它，否则卫星将不能环绕地球做圆周运动而落回地面）
• 1961年4月12日，苏联 宇航员尤里·加加林乘 坐东方1号航天器，绕 地球飞行108分钟后， 胜利地完成人类历史上 第一次宇宙飞行的任务， 使人类遨游太空的梦想 终于变成现实。
人类遨游太空回顾
• 捷列什科娃
• 1963年6月16日驾 驶宇宙飞船“东方 6号”升空，作围 绕地球48圈的飞行， 成为人类第一位进 入太空的女性，并 为此荣获苏联英雄 称号。
A.一定等于7.9km/s B.等于或小于7.9km/s C.一定大于7.9km/s D.介于7.9 km/s~11.2km/s之间
4.关于第一宇宙速度，下列说法中正确 的是（ BC ）
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速 度
C.它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速 度
我国在1970年4月20 日发射了第一颗人造 地球卫星
2003年10月15日，神 州五号载人宇宙飞船 发射升空，我国成为 世界上第三个能够独 立开展载人航天活动 的国家。
神舟六号载人航天 飞行圆满成功
2008年9月25 日，神舟七号 发射成功，翟 志刚进行了太 空行走。
人类遨游太空回顾
• 尤里·加加林
G Mm m v2
r2
r
整理得 v
GM r
设第一宇宙速度为 v1 ,卫星的轨道速度为 v2
v2 r1 1 v1 r2 2
v2

1 2
v1
7、在地球表面附近认为地 球对物体的万有引力近似等 于重力，推导第一宇宙速度
的另一个表达式v= gR
8、金星的半径是地球的0.95倍， 质量是地球的0.82倍，金星表 面的自由落体加速度是多大？ 金星的第一宇宙速度是多大？
以平抛运动为模型的推理过程
从 高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地 点也就一次比一次远。当速度很大时，物体的运动的区 域就不能简单的认为是平面，而应该是球面的一部分。
以平抛运动为模型的推理过程
一、牛顿的设想 ----发射人造卫星
问题1：当物体成为一颗人造卫星后，卫星做什么运动？ 卫星绕地球做匀速圆周运动
送一句顺口溜：“尽管美国人的主 意想得好，自己的卫星就是不肯往 上跑。”
梦想成真
各种各样的卫星……