人教版高中物理必修二第六章第五节 宇宙航行 课件(共34张PPT)
但还在地球的引力范围之内。
v3=16.7km/s v2=11.2km/s
地球 v1=7.9km/s
3、第三宇宙速度：v=16.7km/s， 物体会挣脱太阳引力束缚，飞
11.2km/s>v>7.9km/s
到太阳系外。
逃逸速度
描述卫星运动的量？
线速度、角速度、周期与半径的关系？
(1)由
G
Mm r2
m v2 r
得:ｖ＝
GM r
(2)由ＧMm/r2＝ｍω２ｒ 得：ω＝
GM r3
mR
R3
(3)由GMm/r2＝４π２ T2 得：Ｔ＝２π GM
可见：V 、W 、T 与 r 为 一 一对应关系
三、同步卫星 (通信卫星)
1、同步卫星：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，轨道平面与赤道平面重合，T＝24h.
请大家阅读P44--P45的内容。
三、梦想成真
第一颗人造卫星
1957年10月4日
苏联
第一艘载人飞船
1961年4月12日 苏联 加加林 东方一号载人飞船
第一次登上月球
1969年7月16日9时32分，美国 阿波罗11号升空， 19 日进入 月球轨道， 20日下午4时17分着陆，10时56分阿姆斯特朗踏上月面
讨论2 轨道越高，卫星的环绕速度越小，是否 发射也越容易呢？
要使稳定后运动轨道半径越大，卫星的发射速度
要求第越一大 宇宙速度为最小的发射速度
2、第二宇宙速度：v=11.2km/，
物体会克服地球的引力，永远
离开地球。
脱离速度
说明：若速度大于7.9km/s
而小于11.2km/s，物体绕地球
运动的轨迹不是圆，是椭圆，
心
小结：
一、卫星绕地球做匀速圆周运动所需的
向心力由万有引力提供:
Mm G r2
mv 2 r
m 2r
m
4 2
T2
r
二、宇宙速度 第一宇宙速度7.9km/s，第二宇宙速度11.2km/s
，第三宇宙速度16.7km/s。 第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是在轨道上
运行的最大速度.
三 、同步卫星 定点在赤道上空，周期T、高度h、线速度v一定。
自主合作 探究规律 牛顿设想
问题2：抛出速度要达到多大，物体才能绕地 球做圆周运动呢？
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度 V=7.9km/s
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速
度，叫做第一宇宙速度。
思已考知2：：第G一宇6.宙67速度10应11该N有 m多2大/ k？g 2如何计算？
方 法 一R ：6G.3Mr72m1m0v6r2m
6.5R
R θ 6.5R
至少需要3颗。
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。 空间位置是一种极其有限的资源 。
要实现信号覆盖全球，不仅需要同步卫星， 还需要倾斜轨道卫星、极地轨道卫星。
赤道轨道
极地轨道
倾斜轨道
四、梦想成真
探索宇宙的奥秘，奔向广阔而遥远的 太空，是人类自古以来的梦想，那么梦 想成真了吗?
【教学重点、难点】
1、第一宇宙速度的推导。（重点） 2、运行速率与轨道半径之间的关系（难点）
如今，人们的通信手段越来越多样， 加强了世界的联系。要保证稳定通畅的通 讯，需要同步卫星进行信号的传递。
手机等便携设备 的导航定位功能 已经非常全面， 要实现精确的导 航，同步卫星发 挥了极大的作用 。
问题1： 怎么样才能把物体发射上天空，
且不再落回地面？
创境激情 初步感知
v0
思考1： 地球是个球体，如果抛出速度很大时， 我们还能将地面看作平面吗？如果速度继续一 直增大，会出现什么情况呢？
一、牛顿的设想
英国科学家牛顿 (1643-1727)
在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛 顿设想抛出速度足够大时，物体就不会落回地面。
M 5.8v9 G1M024 kg
r
方v1法二：GRM
mg
m / s 7.9km / s 6.67m160v.3R1712150.8691024
v gr
自主合作 探究规律
讨论1 环绕速度与轨道半径的关系？
v = GM r
轨道第半一径宇越宙大速，度卫为星的最线大速的度环越绕小速。度
练习
1．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
2．人造地球卫星绕地球做圆周运动的线速度
可以是( B ) ①11.2km/s ②7.9km/s
阿姆斯特朗：“我的一小步，人类的一大步”
中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”于
1970年4月24日在酒泉发射。
2003年10月15日9时，神州五号宇宙飞船将我 国第一个宇航员杨利伟送入太空。
2008年9月27日，我国宇航员翟志刚第一次在 太空出舱。
西昌卫星发射中心
酒泉卫星发射基地
太 原 卫 星 发 射 中
【教学目标】
1、知识与技能
1、了解人造卫星的有关知识。 2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。
2、过程与方法
通过用万有引力定律推导第一宇宙速度，培养学生运用知 识解决问题的能力
3、情感、态度与价值观
1、通过介绍我国在卫星发射方面的情况，激发学生的爱国热情。 2、感知人类探索宇宙的梦想，促使学生树立献身科学的人生价值观。
③6km/s
④16.7km/s
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
3．人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫 星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为 g，则有 ( D )
A．V=√4gR B．V=√2gR C．V=√gR D．V=√gR/2
谢谢!
2、同步卫星的高度h（距地表的距离）
由F引=Fn有：
G
Mm (R h)2
m( 2
T
)（2 R h）
hR
解得:h≈5.6R
3、同步卫星的运行速度
由
v GM GM
r
Rh
解得:v≈3.1Km/s
思考：要想使同步卫星信号能够覆盖完整个 赤道，至少需要多少颗同步卫星？
arc cos R 81 90
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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
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
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近地卫星的运行速度是多大呢？
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课堂小结：
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练习：
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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
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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。
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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 ？
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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。
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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
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人教版物理必修二课件第6章第5节宇宙航行
2．近地卫星的轨道半径为：r＝____R____，万有引力提供 向心力从，而则第有一＝_宇_G._宙RM __2速m_度_为_m_：R_v2_v_＝____G_RM___＝____7_.9___km/s.
3．第二宇宙速度的大小为_11_._2_k_m__/s_．如果在地面附近发 射飞行器，发射速度7.9km/s<v<11.2km/s；则它绕地面运行的 轨迹是__椭__圆____．
4．第三宇宙速度的大小为1_6_._7_k_m_/_s_，即若在地面附近发 射一个物体，使物体能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外， 则必须使它的速度等于或大于第三宇宙速度．
人造卫星的轨道有什么特点？卫星运行时有哪些 规律？
1．卫星的轨道． 卫星绕地球运行的轨道可以是椭圆轨道， 也可以是圆轨道． 卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭 圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开 普勒第三定律．
解析：地球卫星的第一宇宙速度又叫环绕速度，选项 A
正确，选项 B 错误．由 GRM2m＝mvR2得 v＝
GRM，因此选
项 C、D 错误．
答案：A
2．我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前， “天宫一号”的运行轨道高度为350km，“神州八号”的运行 轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )
卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力 提供了卫星绕地球运行的向心力，而万有引力指向地心，所以， 地心必须是卫星圆轨道的圆心．卫星的轨道平面可以在赤道平 面内(如同步卫星)，也可以和赤道平面垂直，还可以和赤道平 面成任一角度，如图所示．
2．运行规律．
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动．地球对卫星的万有 引力提供向心力，设卫星的轨道半径为r，线速度大小为v，角 速度为ω，周期为T，向心加速度为a.
3．第二宇宙速度的大小为_11_._2_k_m__/s_．如果在地面附近发 射飞行器，发射速度7.9km/s<v<11.2km/s；则它绕地面运行的 轨迹是__椭__圆____．
4．第三宇宙速度的大小为1_6_._7_k_m_/_s_，即若在地面附近发 射一个物体，使物体能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外， 则必须使它的速度等于或大于第三宇宙速度．
人造卫星的轨道有什么特点？卫星运行时有哪些 规律？
1．卫星的轨道． 卫星绕地球运行的轨道可以是椭圆轨道， 也可以是圆轨道． 卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭 圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开 普勒第三定律．
解析：地球卫星的第一宇宙速度又叫环绕速度，选项 A
正确，选项 B 错误．由 GRM2m＝mvR2得 v＝
GRM，因此选
项 C、D 错误．
答案：A
2．我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前， “天宫一号”的运行轨道高度为350km，“神州八号”的运行 轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )
卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力 提供了卫星绕地球运行的向心力，而万有引力指向地心，所以， 地心必须是卫星圆轨道的圆心．卫星的轨道平面可以在赤道平 面内(如同步卫星)，也可以和赤道平面垂直，还可以和赤道平 面成任一角度，如图所示．
2．运行规律．
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动．地球对卫星的万有 引力提供向心力，设卫星的轨道半径为r，线速度大小为v，角 速度为ω，周期为T，向心加速度为a.
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)
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
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
人教版高一物理必修二：6.5《宇宙航行》优质课件
铅球是这样成为人造卫星的
地球
探 究 一 宇 宙 速 度
1、铅球绕地球做什么运动？ 2、是什么力提供它做圆周运动的向心力？ 3、如果F万>F向，铅球会如何什么运动？
4、如果F万<F向，铅球会如何什么运动？
5、在什么情况下铅球才会稳定的围绕地球 做圆周运动？ 小结：F万=F向，铅球才不会掉回地面从而 做稳定的圆周运动
2
解析:由 G Mm m v ，得v= GM ，即v∝ 1， 则r减小时，v增大. r r r2 r
③ 高度h=36000km ④ R、v、ω、T、an “全部固定”
探 究 表征人造卫星运行状态的物理量有三个: 二 (1) 环绕速度v, (2)转动半径r(或R+h,h为离地的高度) 人 造 (3)转动周期T 卫 星 你知道不同轨道上的卫星稳定运行时，线速 度、周期的大小关系吗？
探 究 二 人 造 卫 星
探 1、第一宇宙速度（环绕速度） v1=7.9km/s． 究 一 宇 （1）如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星 宙 将落到地面而不能绕地球运转； 速 度 （2）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近 作匀速圆周运动； （3）大于7.9km/s小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道 绕地球运行，地心即椭圆轨道的一个焦点．
探 究 一 宇 宙 速 度
3、第三宇宙速度（逃逸速度） v3=16.7 km/s 这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．
如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球 和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了．
探 究 一 宇 宙 速 度
人造卫星发射原理
探 究 二 人 造 卫 星
（1）a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？ c b 提示：卫星作圆周运动的向 心力必须指向地心 a
人教版高一物理必修2第章六第5节宇宙航行课件
二、宇宙速度
1.卫星环绕地球运转的动力学方程是什么？
2.人造卫星绕地球运转时速度究竟有多大呢？
答案
1.动力学方程：F引=F心
2.由于卫星运动所需的向r
v GM r
可见：卫星轨道半径越大即离地心越远，它的运行速度越小。
对于靠近地面运行的卫星，即近地卫星 (方法1）可认为轨道半径近似等于地球半径R
第一宇宙速度（环绕速度）：
是人造卫星近地环绕地球做匀速 圆周运动必须具有的速度，是人造卫 星的最小发射速度，最大环绕速度。
V=7.9km/s
对第一宇宙速度的理解：
卫星绕地球运行的轨道最低时为近地卫星， 此时卫星的轨道半径近似等于地球半径R，由速 度公式可知，此时卫星运行速度最大，所以又
叫最大环绕速度。
3.若抛出速度足够大，物体飞行的距离也很大，由于地是一个圆 球体，故物体不会再落回地面，由于此时物体已具有速度，且地 球对它的引力提供绕地运行的向心力，所以物体将要绕地运行。
牛顿设想卫星发射原理 1.如果在地面上抛出一个物体时速度足够大，
那么它将不再落回地面，而成为一个绕地 球运转的卫星。
2.发射速度越大，人造卫星的运转轨道越 大，即离地面越远。
5.宇宙航行
一、人造卫星
问题
1 .在地面上抛出的物体为什么要落回地面？
2.月球也要受到地球引力的作用，为什么月球不会落到地面上 来？ 3.若抛出物体的水平速度足够大，物体将会怎样？
结论
1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终
要落回地面。 2.月球绕地球沿近似圆轨道运动，月球受到的地球引力用来提供 绕地运转的向心力，故月球不会落到地球上。
发射卫星时，发射的轨道越高，需克服地球引 力做功越多，所以发射近地卫星时，克服地球引 力做功最少，所需的发射速度也就最小，所以第
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）
新人教版高中物理必修二 6.5宇宙航行课件
r3 GM
可知周期T较小的轨道，其半径r
也小，A正确；
由：
G
Mm r2
man
m
v2 r
m 2r
整理得：
an
G
M r2
，v
G M， r
G
M r3
可知半径变小，向心加速度变
大，线速度变大，角速度变大，
故B、C、D错误。
练习
1.关于第一宇宙速度，下列的说法中正确的是( 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
人造卫星运行的动力学方程
G
Mm r2
m
v2 r
G
Mm r2
m2r
v GM r
GM r3
G
Mm r2
m(
2 T
)2
r
T 2 r3
GM
v 1 r
1
r3
T r3
三、人造地球卫星运行的规律
思考：对于绕地球运动的人造卫星： （1）离地面越高，向心力越__小___. （2）离地面越高，线速度越__小___.
上的第一宇宙速度。
v1
gR
2vR t
例2.探测器绕月球做匀速 圆周运动，变轨后在周期 较小的轨道上仍做匀速圆 周运动，则变轨后与变轨
前相比( A )
A . 轨道半径变小 B . 向心加速度变小 C . 线速度变小 D . 角速度变小
解析：万有引力提供向心力,则：
G
Mm r2
m
4 2
T2
r
整理得：T 2
第六章 万有引力与航天 6.5 宇宙航行
新人教版高中物理必修二第六章第五节《宇宙航行》课件
1981年9月20日
1988年9月7日 中国发射一颗试验性气象卫星“风云一 号”。这是中国自行研制和发射的第一 颗极地轨道气象卫星。 1988年12月25日 中国科学院海南探空火箭发射场成功地 发射了一枚“织女一号”火箭，至此， 中国低纬度区第一次火箭探空试验圆满 结束。这次为期两周的试验共发射了四
Mm v G 2 m r r
11
2
GM 6.67 10 5.89 10 v m/s 7.9km/s 6 r 6.37 10
24
方法二：
已知重力加速度为g=9.8m/s2地球的半径为R=6.37 *106m 由于卫星在地球附近环绕时，卫星做圆周运动的向心力 可看作由重力提供 根据牛顿第二定律得
神舟一号 1999年11月20日 第一次 测试飞行，成功实现天地往返。
神舟二号 2001年01月09日 第一艘 正样无人飞船。飞行试验的主要目 的是对工程各系统从发射到运行、 返回、留轨的全过程进行考核， 检 验各技术方案的正确性与匹配性， 取得与载人飞行有关的科学数据和 实验数据。
• 神舟四号 2002年12月29日 无人状 态下全面考核的一次飞行试验，主 要目的是确保宇航员绝对安全， 进一步完善和考核火箭、飞船、测 控系统的可靠性。 • 神舟五号 2003年10月15日 首次载 人飞行，承载的宇航员是杨利伟， 成功围绕地球十四圈。 • 神舟六号 2005年10月12日 首次进 行多人多天的航天飞行，承载的宇
r v
ω T a
“全部固定” T=1天=86400秒 h=36000Km V=3.07Km/s
当堂小测
1、据某报报道，某国发射了一颗线速度为9Km/s的人造 地球卫星，请你用学过的知识判断这则新闻的真伪。