宇宙航行 PPT

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GM 或v R
gR
第一宇宙速度是地球卫星的最大运行速度是地球卫星的最小发射速度
二、梦想成真
G
Mm r2
ma向
v2 m
r
mr 2
mr( )2
T
M a向 G r 2 , v
GM ,T 2
r
r 3 ,
GM
GM r3
mg
G
Mm r2
g
G
Mr 2（距地心r处的重力加速度）
在地面r
R，g
GM R2
2
T
离地面高度:h=36000km。
线速度: v =3.1km/s。
1. 为了同步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。

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．

《宇宙航行》ppt 人教版

v= 7.9 km/h
第一宇宙速度。物体在地球附近绕地球做匀速圆v<11.2 km/h
绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。
一、宇宙速度
v>11.2 km/h
第二宇宙速度。大于或等于此速度时物体会克服地球的引力，永远离开地球。
v>16.7 km/h
第三宇宙速度。大于或等于此物体会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外。
9 km/s，而小于11.
9A．kmM/s的，线而速小卫度于比11星N. 的小M、N环绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是( A )
了解我国及其他国家载人航天的发展第七章万有引力与宇宙航行
A．M的线速度比N的小 9 km/s，而小于11.
绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆。科技改变生活与思维观念
B．M的角速度比N的大这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。
这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。
C．M的环绕周期比N的小科技改变生活与思维观念
例1 (卫星环绕速度)绕地球做圆周运动的卫星的线速度( )
D．M的向心加速度比N的大三、载人航天与太空探索
例1 (卫星环绕速度)绕地球做圆周运动的卫星的线速度( ) 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时，可近似认为向心力是由重力提供的，有 C．M的环绕周期比N的小二、载人航天与太空探索二、载人航天与太空探索物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度。三、载人航天与太空探索
课堂小结
课堂小结
科技改变生活与思维观念 A．M的线速度比N的小三、载人航天与太空探索 C．M的环绕周期比N的小这就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。了解我国及其他国家载人航天的发展了解近地轨道、地球静止轨道、地球同步轨道的特点 C．M的环绕周期比N的小 9 km/s，而小于11. A．M的线速度比N的小二、载人航天与太空探索 A．M的线速度比N的小设地球的质量为m地，物体的质量为m，物体与地心的距离为r。了解我国及其他国家载人航天的发展三、载人航天与太空探索科技改变生活与思维观念物体在地球表面做圆周运动时，向心力由物体与地球之间的万有引力提供。三、载人航天与太空探索三、载人航天与太空探索三、载人航天与太空探索

物理必修二宇宙航行ppt课件

的线速度、角速度、向心加速度大小关系？
精选编辑ppt
4
变式训练 1 我国发射的“嫦娥 2 号” 探月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
D．36 km/s 精选编辑ppt
5
• 2.第二宇宙速度：
•
11.2km/s
• 使卫星挣脱地球引力的束缚，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。
精选编辑ppt
• 注意：
•
1.发射速度大于
7.9km/s，而小于
11.2km/s，卫星绕地球
运动的轨迹为椭圆；
代入数值得h= 3.6107m
精选编辑ppt
12
如图6－5－2所示的圆a、b、c，其圆心均在地球自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，圆b的平面与地球自转轴垂直．对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言( )
A．卫星的轨道可能为a B．卫星的轨道可能为b C．卫星的轨道可能为c D．同步卫星的轨道一定为平行于b的某一同心圆
• C．小于7.9 km/s
• D．介于7.9 km/s和16.7 km/s之间
精选编辑ppt
10
• 如图6－2所示，“嫦娥一号”卫星在椭圆轨道Ⅰ
的近地点P处(距地面600 km)，将发动机短时点
火，实施变轨，变轨后卫星进入远地点高度约为
37万km的椭圆轨道Ⅱ，直接奔向月球，则卫星在
近地点变轨后的运行速度( ) • A．小于7.9 km/s • B．大于7.9 km/s，小于11.2 km/s • C．大于11.2 km/s • D．大于11.2 km/s，小于16.7 km/s

6.5 宇宙航行(共35张PPT)

RED
2、中国的航天成就
1970年4 月24日我国第一颗人造卫星升空
RED
2003年10 月15日神舟五号杨利伟
RED
2005年10 月12日神舟六号费俊龙聂海胜
RED
2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功
RED
2008年9月 25日神舟七号翟志刚刘伯明景海鹏
2 2
11
v1
GM R

6.6710 5.8910 6.37106
11
24
m / s 7.9km / s

宇宙速度
GM v1 7.9km / s R
RED
1、第一宇宙速度： (环绕速度）人造卫星
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
法二：v1 gR 7.9km / s
r v ω T a “全部固定”
RED
地球同步卫星的运行特征
可概括为四个一定 ①定轨道平面,其运行轨道平面在赤道平面内； ②定周期,即运行周期等于地球自转周期（24 h） ③定高度，即离地面高度一定（h=36000 km） ④定速度，即运行速度一定（v≈3.1km/s）
RED
、同步卫星的应用：主要用于通信
万有引力相同
RED
·
1、卫星在二轨道相切点
2、卫星在椭圆轨道运行
速度—内小外大（切点看轨迹）近地点---速度大，动能大远地点---速度小，动能小
1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆
RED
轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于 Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ BD ） A、在轨道3上的速率大于1上的速率 B、在轨道3上的角速度小于1上的角速度 3 C、在轨道2上经过Q点时的速率等于 2 在轨道3上经过Q点时的速率 1 D、在轨道1上经过P点时的加速度 · P Q 等于在轨道2上经过P点时的加速度

7.4 宇宙航行(共22张PPT)

脱地球束缚的最小发射速度第三宇宙速度: v＝16.7km／s，是挣脱太阳
束缚的最小发射速度。 ⒉人造地球卫星 3.载入航天与太空探索
整理得 v GM
r
km/s。
vB M BrA 2 vA M ArB 9
vB
2 9
vA
2km
/
s
例2.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（B ）
A.它是C 人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行
速度 C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射
速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
三、载人航天与太空探索
1957年10月4日，苏联发射第一颗人造地球卫星。
1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞船进入太空，实现了人类进入太空的梦想。
1969年7月20日，阿波罗11 号将人类送上了月球。
我国的航天成就
1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空
2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间站自动交会对接。
本课小结:
⒈宇宙速度第一宇宙速度：v＝7.9km／s 是卫星发射
的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。第二宇宙速度：v＝11.2km／s，是卫星挣
m 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
练习1.A星球的第一宇宙速度为9km/s，已知B

宇宙航行精品PPT

四、经典力学的局限性和适用范围
⑴经典力学只适用于物体的低速运动（v <<c） ⑵经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 ⑶经典力学规律只在惯性参考系中成立 ——经典力学规律只能用于宏观、低速（与光速相
比）的情形，且只在惯性参考系中成立。
三、人造地球卫星运行的规律
表征人造卫星运行状态的物理量有三个: 环绕速度v, 转动半径R(或R+h,h为离地的高度) 转动周期T. 将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，则卫星环绕速度、角速度、周期的关系满足：
Mm v 4 2 G 2 m m Rw m R 2 R R T
2
2

Mm G 2 mg R
V gR
人们把7.9km/s这个速度称作第一宇宙速度,又叫环绕速度。如果发射速度如小于第一宇宙速度,卫星将落到地面; 如果发射速度等于第一宇宙速度，卫星刚好能贴着地球表面作匀速圆周运动。所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度。
二、宇宙速度
问题: 若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？
24h
“全部固定” _______________
模拟
应用------对第一宇宙速度的理解
3．关于第一宇宙速度，下列说法中错误的是( D ) A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度
B．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运动速度
C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D．它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度
二、宇宙速度
1、当发射速度为7.9km/s,
物体恰好环绕地球表面做圆周运动；
2、当发射速度大于7.9km/s 时： ① 7.9km/s<V<11.2km/s,但环绕速度<7.9km/s 物体仍绕地球运行，但径迹是椭圆； ② 11.2km/s<V<16.7km/s

必修2-6.5宇宙航行PPT课件

圆周运动，求v、ω、T、an
一、牛顿的设想
1、牛顿对人造卫星原理的描绘:
牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远, 如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了。
一、牛顿的设想
2、人造卫星绕地球运行的动力学原因：
卫星轨道的是哪几条？
c
卫星作圆周运动的向
b
心力必须指向地心
a
（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？
北
西
赤道平面
F2 F1
F3 东
南
3、人造卫星的运行规律
设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的绕行速度v 、角速
度ω 、周期T与轨道半径 r 的关系
v
Mm G r2
m v2 r
v GM
✓ 环绕速度：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，运行速度等于第一宇宙速度。
卫星的实际环绕速度一定小于等于发射速度．
思考：以多大的速度抛出这个①物体，R它越才大会，绕v地越球小表面运动 M=，5不.89会×落10下24k来g,？地(球已半知径ＧR==6②.6647③0×0最第1k0m大-一1)1N的宇m环2宙/k绕g速2 速,度地度。球，质量
离，ω为行星公转的角速度 2.若已知行星与太阳之间的距离r，行星公转线速度v，求太阳质量： 3.若已知行星公转的线速度v和运行周期T，求太阳质量： 4.若已知地球半径R和地球表面的重力加速度g，求地球质量： 1. 利用天体的卫星求天体的密度，天体半径为R； 2. 利用天体表面的重力加速度来求天体的密度； ➢ 设质量为m的天体绕另一个质量为M的中心天体做半径为r的匀速

宇宙航行 -PPT课件

本节课我们利用万有引力定律和
圆周运动的知识对宇宙航行作一个初步的了解与研究。
问题情境
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。
一、牛顿关于卫星的设想
从高山上水平抛出物体，速度越大，落地点离山脚越远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。
T=27天
近
地
卫
h≈0
星
r=6.4×106m
v=7.9km/s
T=84分钟
❖ 4.第二宇宙速度是多少？它的意义是什么？
第二宇宙速度：v＝11.2km／s(脱离速度）是物体克服地球引力，永远离开地球的最小发射速度
请大家根据教材相关内容思考问题：
❖ 5.第三宇宙速度是多少？它的意义是什么？第三宇宙速度: v＝16.7km／s，
是挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。：（逃逸速度）
当物体的速度大于或等于 16.7km/s，它会挣脱太阳的束缚，飞到太阳系外。
归纳总结：
发射速度v
运动情况
v﹤7.9km/s
物体落回地面
v=7.9km/s
物体在地面附近绕地
第一宇宙速度球做匀速圆周运动
7.9km/s ﹤ v ﹤11.2km/s 物体绕地球运转，运第二宇宙速度动轨迹是椭圆。
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
西昌卫星发射中心
酒泉卫星发射基地
我国具有世界上最先进的航天技术神州载人航天的成功离不开万有引力定律。
现在我们头顶上有很多的人造卫星，它们的发射离不开万有引力定律。

宇宙航行课件_ppt

梦想成真
阿波罗蹬月.wmv
黑洞
黑洞.asx
恒星被黑洞撕裂科学家借助太空望远镜在一个距地球７亿光年的星系中观测到了耀眼的Ｘ射线暴发。科学家相信，这是被位于该星系中央的黑洞所吞噬的一颗恒星发出的“临终呼叫”。
1、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（）。 A、它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值 B、它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的 C、它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值 D、它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的。
地球轨道梦ຫໍສະໝຸດ 成真在科学技术欠发达的古代，“嫦娥奔月”只能是美丽的传说。 1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，从而开创了人类的航天新纪元。
1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘“东方号”载入飞船，揭开了人类进入太空的序幕。 1969年7月20日，美国“阿波罗”11号飞船的登陆舱降落在月球附近的静海区，首次实现了人类登上月球的理想…… 2003年10月15日，中国宇航员杨利伟乘坐“神舟五号”飞船绕行地球14圈…… 人类进入了航天时代……
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?
建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动基本思路：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。
R
探究一：
设地球的质量为M，
绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量 m，它到地心的距离为r，试推倒人造卫星的线速度v 、角速度ω 、周期T 、向心加速度a 随半径 r 的变化关系？
（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）

高中物理必修二人教版6.5宇宙航行(28张PPT)

下列说法正确的是（ B ）
A.半径越大，速率越大，周期越小 B.半径越大，速率越小，周期越大 C.所有卫星的角速度相同，与半径无关 D.所有卫星的速率均相同，与半径无关
2.(多选)关于地球的第一宇宙速度，下面说
法中正确的是（ BC ）
A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度 D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度
嫦
娥
奔
外
月
国人
的
飞
天
梦
问题：地面上的物体，怎样才能离开地球呢
300多年前，牛顿提出设想
设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v为多少？
Mm v2
G
r2
m r
v GM r
近地卫星的速度是多少呢？
（如何求？）
4. R、v、ω、T、an
__“__全__部__固___定__”__
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。
近地卫星、同步卫星、月球月三球者比较
同步卫星 h=3.6×107m
v=3km/s T=24h
h=3.8×108m
v=1km/s T=27天
v1
GM R

6.6710115.891024 6.37106
m
/
s

7.9km
/
s
6.5 宇宙航行一、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9km/s
（１）第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，发射速度低于它，卫星将落回地面而不能绕地球运转；

6.5《宇宙航行》优质优秀课件ppt

6.5《宇宙航行》优质优秀课件ppt在高山上水平抛出物体，初速度越大，运动的情况如何？如果速度再大，又将如何？处理卫星问题：万有引力提供其绕中心天体做匀速圆周运动的向心力在天体表面附近运行r=R由黄金替换式宇宙航行1、牛顿的设想在1687年出版的《自然哲学之数学原理》中，牛顿设想抛出速度很大时，物体就不会落回地面。

一、人造卫星的发射原理设地球质量为M，半径为R。

人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。

推算在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v。

※卫星离地心越远，它运行的速度越小。

近地卫星的速度：（1）第一宇宙速度：v=7.9km／s2、卫星的发射（三种宇宙速度）①地球卫星的最小发射速度②地球卫星的最大环绕速度（2）第二宇宙速度：v＝11.2km／s （3）第三宇宙速度:v＝16.7km／s卫星挣脱地球束缚的最小发射速度卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度赤道轨道极地轨道倾斜轨道3、卫星的运行规律卫星在运行时，所需向心力由地球对它的万有引力提供，所以轨道中心一定是地球球心。

极地轨道一般轨道赤道轨道立体赤道平面问：哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运动。

※特点:(1)角速度,周期(T=24h)与地球相同(2)轨道平面与赤道平面重合(3)距地面高度一定(h=3.6×107m)4、同步卫星※所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上（2）第二宇宙速度：v=11.2千米/秒（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（3）第三宇宙速度：v=16.7千米/秒（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）在高山上水平抛出物体，初速度越大，运动的情况如何？如果速度再大，又将如何？。

《宇宙航行》课件

《宇宙航行》PPT课件
宇宙航行是人类对探索宇宙的梦想的实现，本课件将带您一起了解宇宙航行的定义、历史、基础知识、人类宇宙航行计划、宇宙探索的未来以及宇宙航行的意义。
一、引言
宇宙航行是指人类进入宇宙进行探索和活动的行为。人类对宇宙航行的渴望源远流长，通过宇宙航行可以获得前所未有的知识和发展人类文明。宇宙航行的重要性体现在其对科学研究、技术发展、资源利用、地球保护等方面的深远影响。
宇宙探索的意义在于激发人类的好奇心和求知欲，促进科学、技术和文明的进步。
宇宙航行给人类带来了以往难以想象的机遇和挑战，我们应继续努力，将宇宙的奥秘揭示给人类，为人类的未来铺平道路。
二、历史
1
人类宇宙航行的起源
宇宙航行的历史可以追溯到人类古代对星空的观测和探索，随着科学技术的进步，人类实现了进入宇宙航行的梦想。
2
宇宙航行的重大事件
从人类首次进入太空，到登月计划的成功实施，宇宙航行的历史充满了令人惊叹的里程碑事件。
3
宇宙探索历程
人类通过不断的探索和实践，逐渐揭示了宇宙的奥秘，对宇宙的认识不断深化。
三、宇宙航行的基础知识
物理学与宇宙航行的关系
宇宙航行涉及到物理学中的众多概念和原理，如引力、运动力学等。
宇宙航行的常见问题
在宇宙航行过程中会面临一系列问题，例如重力影响、航天器控制、生物生存等。
宇宙航行的科学原理
宇宙航行依赖于诸如行星运行轨迹、推进力学等科学原理的应用和研究。
四、人类宇宙航行计划
美国宇航局的计划
美国宇航局发起了一系列探索计划，包括登陆火星、建立空间站等。
中国国家航天局的计划
中国国家航天局正在实施多个宇宙航行计划，如嫦娥探月工程、载人航天等。

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4π2r3
GM
可见：卫星运动情况(a、V 、ω 、T )是由 r 惟一决定
人造地球卫星的运动规律
1
3 2
4
v1>v2=v3>v4 T1<T2=T3<T4
ω1>ω2=ω3>ω4
练习：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，线速度越—小— （2）离地面越高，周期越—长— （3）离地面越高，角速度越—小— （4）离地面越高，向心加速度越小— （5）离地面越高，向心力越—小—
(a、V 、ω 、T )
r
记忆口诀：“高轨低速长周卫星运动期的”线速度、角速度、向心加速度和周期：
a (1)由 G M m=ma r2
得：
＝
GM r2
(2)由
G
Mm r2
=m
v2 r
得：ｖ
Байду номын сангаас
GM r
(3)由
G
M m =mω2r r2
得：ω＝
GM r3
(4)由 G
M
m
２π =m(
2
)r
r2
T
得：Ｔ＝
卫星变轨原理
使卫星v2加 ,使 m 速 R22 v到 GM R2 m
卫星在圆轨道运行速度
V1
R
1
2
V2
课堂训练
两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上
运行，它们的质量不相等，轨道半径之
比r1:r2=1:4,则它们的 (1)线速度大小之比 v1:v2=
2 :1
(2)周期之比
v GM r
T1:T2 = 1:8
T 2 r3
GM
高考链接：2012山东理综第15题
2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实
2、地球同步卫星的运行特征
可概括为四个一定 ①定轨道平面,其运行轨道平面在赤道平面内； ②定周期,即运行周期等于地球自转周期（24 h） ③定高度，即离地面高度一定（h=36000 km） ④定速度，即运行速度一定（v≈3.1km/s）
3、同步卫星的应用：主要用于通信
3颗同步卫星可实现全球覆盖
所以也叫通信卫星
近地面的卫星的速度是多少呢？
已知： G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
v 1G R M 6 .6 7 1 6 0 . 3 1 7 1 1 5 0 .8 6 9 1 0 2 4m /s 7 .9 k m /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最低发射速度，叫做第一宇宙速度。
近地卫星是指卫星的轨道半径近似等于地球半径，其周期约为84分钟。其向心力由万有引力提供。
练习：求近地卫星的周期
T 2 r3
GM地
23.14
(6.37106)3 6.671011 5.981024 s
5 .0 6 1 0 3 s 8 4 .3 m in
我们能否发射一颗周期为80min的卫星？
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度： (环绕速度）人造卫星
GM
v1
7.9km/s R
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
法二： v 1g R 7 .9 km /s
2、第二宇宙速度：
地球
V1=7.9km/s
(脱离速度)
→人造行星 v211.2km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
3、第三宇宙速度：（逃逸速度）
在A点万有引力相同
A点速度—内小外大（在A点看轨迹）
卫星变轨原理
思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在高轨道上运行，应采取什么措施？
在低轨道上加速，使其沿椭
圆轨道运行，当行至椭圆轨
·
道的远点处时再次加速，即
可使其沿高轨道运行。
1、卫星在二轨道相切点 2、卫星在椭圆轨道运行
万有引力相同
速度—内小外大（切点看轨迹）近地点---速度大，动能大远地点---速度小，动能小
施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“
神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆
轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为V1、V2。则 )
B
等于v 1 ( v2
A.
R
3 1
R
3 2
B.
R2 R1
C.
R
2 2
R
2 1
D.
R2 R1
2020年12月3日星期四
六、人造卫星的超重和失重
1、发射和回收阶段
发射加速上升超重
回收减速下降超重
2、沿圆轨道正常运行
只受重力
a=g
完全失重
与重力有关的现象全部消失
天平弹簧秤测重力液体压强计
七、卫星变轨
卫星变轨原理
V
mA
F引
F引
G
Mm r2
F引＜F向 F引＞F向
F引 F向
v2 F向 m r M
宇宙航行
各种各样的卫星……
一、人造卫星的发射原理
1、牛顿设想：抛出速度很大时，物体不会落回地面
2、人造卫星绕地球匀速圆周运动的原因
人造卫星受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
3、人造卫星的运行规律设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的绕行速度v 、角速度ω 、周期T、向心加速度a与轨道半径 r 的关系
2020年12月3日星期四
四、地球同步卫星
1、定义所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。
rvωTa “全部固定”
圆轨道在赤道平面，即在赤道的正上方；周期与地球自转周期相同，为24小时；绕行方向为自西向东。
大家能否计算出同步卫星的高度，线速度呢？
v316.7km/s→人造恒星
概念辨析发射速度和运行速度
1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开
发射装置时的速度。
①宇宙速度均指发射速度 ②第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度
2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做
匀速圆周运动的速度。
v1
GM r
r↗ v↘
三、近地卫星
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。
2020年12月3日星期四
五、人造卫星的轨道
立体
赤道平面
平面
所有卫星都在以地心为圆心的轨道上(原因？）
“高轨低速长周期”
人造卫星的轨道
高考链接：2011山东理综第17题
甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是( AC ) A．甲的周期大于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度 C．甲的加速度小于乙的加速度 D．甲在运行时能经过北极的正上方