第五節(jié)、天體運(yùn)動與人造衛(wèi)星

1、第五節(jié)、天體運(yùn)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(dāng)物體的 足夠大時，它將會圍繞 旋轉(zhuǎn)而不再落回地面，成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動的人造衛(wèi)星。 (2)運(yùn)動規(guī)律：一般情況下可認(rèn)為人造衛(wèi)星繞地球做 運(yùn)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?qū)λ?的萬有引力,[自學(xué)教材],[重點(diǎn)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(yùn)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(yùn)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(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，衛(wèi)星到地心的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)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(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公

4、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的周期比地球的長C．火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D．火星公轉(zhuǎn)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(yùn)動時由地球?qū)λ娜f有引力充當(dāng)向心力。因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)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(diǎn)上空的極地軌道。當(dāng)然也

5、應(yīng)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(zhuǎn)軸 線上，對衛(wèi)星 環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)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(jīng)過多次變軌方可到達(dá)預(yù)定軌

6、道。(1)為了節(jié)省能量，在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道Ⅰ上。(2)在A點(diǎn)點(diǎn)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(yùn)動進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ。(3)在B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))再次點(diǎn)火加速進(jìn)入圓形軌道Ⅲ。,1．變軌原理及過程,,2．三個運(yùn)行物理量的大小比較,速度,v1,v3,vA,vB,vA＞v1＞v3＞vB,加速度,因?yàn)樵贏點(diǎn)，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(jīng)過A點(diǎn)，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經(jīng)

7、過B點(diǎn)加速度也相同。,周期,T1,T2,T3,T1＜T2＜T3,三、衛(wèi)星的運(yùn)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(yùn)行速度（環(huán)繞速度）是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)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(yùn)行的最大速度。,1．（多選）關(guān)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(yùn)行的最小速度B．它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上