第五節(jié)、天體運動與人造衛(wèi)星

1、第五節(jié)、天體運動與人造衛(wèi)星,1．人造地球衛(wèi)星 (1)概念：如圖6－5－1所示，當物體的 足夠大時，它將會圍繞 旋轉而不再落回地面，成為一顆繞地球轉動的人造衛(wèi)星。 (2)運動規(guī)律：一般情況下可認為人造衛(wèi)星繞地球做 運動。 (3)向心力來源：人造地球衛(wèi)星的向心力由 提

2、供。,初速度,地球,圖6－5－1,勻速圓周,地球對它,的萬有引力,[自學教材],[重點詮釋],對宇宙速度的理解 宇宙速度是滿足地球上不同要求的衛(wèi)星的發(fā)射速度，不能理解成衛(wèi)星的運行速度。 (1)第一宇宙速度：指人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所具有的速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，v＝7.9 km/s。 設地球質量為M，衛(wèi)星質量為m，衛(wèi)星到地心的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速

3、度為v ，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：,2．宇宙速度(1)第一宇宙速度：v1＝ ，又稱環(huán)繞速度。(2)第二宇宙速度：v2＝ ，又稱脫離速度。(3)第三宇宙速度：v3＝ ，也叫逃逸速度。,7.9 km/s,11.2 km/s,16.7 km/s,(例題)火星直徑約為地球的一半，質量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉的軌道半徑約為地球公

4、轉半徑的1.5倍。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是(　　)A．火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面小B．火星公轉的周期比地球的長C．火星公轉的線速度比地球的大D．火星公轉的向心加速度比地球的大,1.人造衛(wèi)星的軌道 衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時由地球對它的萬有引力充當向心力。因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的圓心必與地心重合，而這樣的軌道有多種，其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過兩極點上空的極地軌道。當然也

5、應存在著與赤道平面成某一角度的圓軌道。如圖6－5－2所示。,圖6－5－2,2.如圖6－5－3中的圓a、b、c，其圓心 均位 于地球的自轉軸 線上，對衛(wèi)星 環(huán)繞地球做勻速圓周運動而言，以下 說法正確的是(　　) A．衛(wèi)星的軌道可能為a B．衛(wèi)星的軌道可能為b C．衛(wèi)星的軌道可能為c D．同步衛(wèi)星的軌道只可能為b,圖6－5－3,人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經過多次變軌方可到達預定軌

6、道。(1)為了節(jié)省能量，在赤道上順著地球自轉方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道Ⅰ上。(2)在A點點火加速，由于速度變大，萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星做離心運動進入橢圓軌道Ⅱ。(3)在B點(遠地點)再次點火加速進入圓形軌道Ⅲ。,1．變軌原理及過程,,2．三個運行物理量的大小比較,速度,v1,v3,vA,vB,vA＞v1＞v3＞vB,加速度,因為在A點，衛(wèi)星只受到萬有引力作用，故不論從軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ上經過A點，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經

7、過B點加速度也相同。,周期,T1,T2,T3,T1＜T2＜T3,三、衛(wèi)星的運行速度和發(fā)射速度（1）發(fā)射速度是火箭推動衛(wèi)星使之不斷加速，直至衛(wèi)星脫離火箭時衛(wèi)星的速度。（2）運行速度（環(huán)繞速度）是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動的線速度。,第一宇宙速度是發(fā)射地球衛(wèi)星的最小速度，是衛(wèi)星繞地球運行的最大速度。,1．（多選）關于第一宇宙速度，下列說法正確的是 (　　)A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球運行的最小速度B．它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上