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
D．36 km/s
解析：设地球的质量、半径分别为 M、R，月球的质量、半径分 别为 m、r，则 m＝8M1，r＝14R.在星体表面，物体的重力近似等于万 有引力．
由 ω＝2Tπ，得 ω＝ GrM3 ；当 r＝R，ω＝ GRM3 ，这是卫星
绕地球做圆周运动时的最大角速度．
所以卫星运行的线速度、周期、角速度和半径的关系是
v＝ GrM＝ gRr 2，T＝2π GrM3 ＝2π grR32，
ω＝
GrM3 ＝
gR2 r3 .
由此可见，人造地球卫星运行时的 v、ω、T 由地球质量和轨道 半径决定，而与人造地球卫星的质量无关．在同一轨道的不同卫星应 具有相同的线速度、周期和角速度．
(2)运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的
线速度．根据 v＝ 速度就越小．
GrM可知，卫星越高，半径越大，卫星的运行
名师点睛： 本节中的宇宙速度是指在地球上满足不同要求的发射速度，不能 理解成运行速度． 使物体成为卫星，7.9 km/s 是发射卫星的最小速度，要使卫星在 较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于 7.9 km/s，即 v 发≥7.9 km/s. 卫星的绕行速度 v≤7.9 km/s，即 7.9 km/s 是卫星绕地球做圆周 运动的最大速度，即卫星“紧贴”地面的环绕速度．
答案：C
名师归纳： 卫星绕中心天体做匀速圆周运动时，其向心加速度 a、线速度 v、 角速度 ω、转速(每秒转的圈数)n 和周期 T 都跟卫星的质量无关，但 与中心天体的质量有关；不同的卫星绕同一中心天体做匀速圆周运动 时，其轨道半径越大，则周期 T 也越大，但向心加速度 a、线速度 v、 角速度 ω 和转速 n 越小．
(5)同步卫星高度固定不变．
所有同步卫星的周期 T、轨道半径 r、环绕速度 v，角速度 ω 及
向心加速度 a 的大小均相同．
由GMr2m＝mr2Tπ2知 r＝ 3 G4MπT2 2.由于 T 一定，故 r 不变，而
3 r＝R＋h，h 为离地面的高度，h＝
G4MπT2 2－R.又因 GM＝gR2，代
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名师点睛： 近地卫星和同步卫星半径相差很大，但都是万有引力提供向心 力，赤道上的物体随地球自转的向心力比万有引力小很多．
尝试应用 2．(多选)我国在 2012 年 5 月 26 日成功发射了“中星 2A”通信 广播地球同步卫星，在某次实验中，飞船在空中飞行了 36 h，环绕 地球 24 圈．那么，同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较(AD) A．同步卫星运转周期比飞船大 B．同步卫星运转速率比飞船大 C．同步卫星运转加速度比飞船大 D．同步卫星离地高度比飞船大
2．地球同步卫星． 相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步 卫星，又叫通信卫星．同步卫星有以下几个特点： (1)同步卫星的运行方向与地球自转方向一致． (2)同步卫星的运转周期与地球自转周期相同，且 T＝24 h. (3)同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度．
(4)要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由 于向心力是万有引力提供的，万有引力必须在轨道平面上，所以同步 卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上 方．
►尝试应用
1．(多选)假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的 2 倍，仍做圆周运动，则(CD)
A．根据公式 v＝ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的 2 倍 B．根据公式 F＝mvr2，可知卫星所需的向心力将减少到原来的21
C．根据公式 F＝GMrm2 ，可知地球提供的向心力将减小到原来的14 D．根据上述 B 和 C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原
入数据 T＝24 h＝86 400 s，g 取 9.8 m/s2，R＝6 400 km，得 h＝3.6×104
km. 也就是说，同步卫星必须定位于赤道的正上方，离地面的高度约
为 3.6×104 km.
(6)同步卫星的环绕速度大小一定：设其运行速度为 v，由于
G（RM＋mh）2＝mR＋v2 h，
所以 v＝ RG＋Mh＝ Rg＋R2h＝
9.8×（6.4×106）2 6.4×106＋3.6×107
m/s＝3.1×103 m/s.
名师点睛： 在讨论有关卫星的题目时，关键要明确：向心力、轨道半径、线 速度、角速度和周期彼此影响、互相联系，只要其中的一个量确定了， 其他的量也就不变了．只要一个量发生了变化，其他的量也都随之变 化，不管是定性的分析还是定量的计算，都要依据下列关系式加以讨 论：GMrm2 ＝mvr2＝mω2r＝mωv＝m4Tπ22r.
(3)如果卫星的速度大于 7.9 km/s 而小于 11.2 km/s，卫星将沿椭 圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点．
3．人造卫星的发射速度和绕行速度． (1)发射速度是指将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的速 度．要发射一颗人造卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度．因此， 第一宇宙速度又是最小的发射速度．卫星的发射速度越大，卫星离地 面越高，贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小，其运行速 度即第一宇宙速度．
下列说法正确的是( )
A．根据 v＝ gr，可知 vA<vB<vC B．根据万有引力定律，可知 FA>FB>FC C．角速度 ωA>ωB>ωC D．向心加速度 aA<aB<aC
解析：同一轨道平面内的三颗人造地球卫星都绕同一中心天体 (地球)做圆周运动，根据万有引力定律 GMrm2 ＝mvr2，得 v＝ GrM， 由题图可以看出卫星的轨道半径 rC>rB>rA，故可以判断出 vA>vB>vC， 选项 A 错误．
因不知三颗人造地球卫星的质量关系，故无法根据 F＝GMrm2 判 断它们与地球间的万有引力的大小关系，选项 B 错误．
由 GMrm2 ＝mω2r 得 ω＝ GrM3 ，又 rC>rB>rA，所以ωA>ωB> ωC，选项 C 正确．
由 GMrm2 ＝ma 得 a＝GMr2，又 rC>rB>rA，所以 aA>aB>aC，选项 D 错误．
第二节
教学内容
输入你的文本 根据你所需的内容输入你想要的文本 点击输入本栏的具体文字，简明扼要的说明分项内容，此为概念图解，
请根据您的具体内容酌情修改。
MORE THAN TEMPLATE
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QUISQUE VELIT NISI.
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2．第一宇宙速度的意义． 当卫星距地心的距离越远，由 v＝ GrM可知，运动的速度越 小，所以 7.9 km/s 是人造卫星环绕地球的最大运动速度，叫第一宇宙 速度，也叫环绕速度．它是发射人造卫星所必须具备的最小速度． (1)如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能 绕地球运转． (2)如果卫星的速度等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近 做匀速圆周运动．
2 为 B.
教师数学课件PPT模板
CONTENTS
目录
01 教学目标 03 教学准备 02 教学内容 04 教学过程
第一节
教学目标
输入你的文本 根据你所需的内容输入你想要的文本 点击输入本栏的具体文字，简明扼要的说明分项内容，此为概念图解，
请根据您的具体内容酌情修改。
MORE THAN TEMPLATE
3．向心加速度：由 GMrm2 ＝ma 知，同步卫星的加速度小于近地卫 星的加速度．
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人教版高中物理必修二6.5 宇宙航行 课件 (共27张PPT)
（3）速率、角速度、加速度一定
（4）高度一定: 在赤道上空 （5）轨道平面一定：与地球赤道平面共面
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。
例3.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开地面的高度是一样的
C.c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上
的c D.a卫星由于某原因，轨道半径 缓慢减小，其线速度将增大
3.根据观察，在土星外层有一个环，为了判断该环是土星
的连续物还是小卫星群，可测出环中各层的线速度V与该 层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是 （ AD ） A.若V与R成正比，则环为连续物
R1∶R2=3∶1，下列有关数据之比正确的是( D ) A.周期之比T1∶T2=3∶1 B.线速度之比v1∶v2=3∶1 C.向心力之比F1∶F2=1∶9
D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9
2.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动 的3颗卫星，下列说法正确的是（ D ） A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
例1.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、人造卫星的超重和失重
1.发射和回收阶段 发射 回收 2.沿圆轨道正常运行 只受重力 a = g 完全失重 加速上升 减速下降 超重 超重
【最新】人教版物理必修二6.5 宇宙航行 课件 (共58张PPT)
v1
GM R
6.671011 5.891024 6.37106
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最低发射速度，叫 做第一宇宙速度。
§6.5 宇宙航行
近地卫星的周期
R T 2 GM 地
3
(6.37 10 ) 2 3.14 s 11 24 6.67 10 5.98 10
§6.5 宇宙航行
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
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
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
人造卫星的轨道
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
梦想成真（航空领域重大成就）
则：r v ω a “全部固定”
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
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？
2017年6月6日星期二
§6.5 宇宙航行
2、地球同步卫星的运行特征
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）
v1 V1、V2。则 大小分别为 v2
A.
B
R2 R1
等于(
)
R R
3 1 3 2
B.
C.
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
2020/10/1
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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
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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。
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
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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。
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
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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？
人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 课件(共21张PPT)
课堂总结
1、第一宇宙速度v1=7.9km/s，是人造卫
星的最小发射速度，最大环绕速度；
2、卫星绕地球做匀速圆周运动： 轨道半径越大，线速度越小，角
速度越小，周期越大，向心加速度越小
预学检测
1、是谁为人类迈向太空提供 了科学思想？
“火箭之父”－ 齐奥尔科夫斯 基
预学检测
2. 世1界957上年第10月一4颗日，人苏造联地发球射卫星 第是一哪颗个人国造家地球发卫射星的。？
预学检测 1969年7月20日，阿波罗11号
3. 最先将人登类上送月上球了的月球是。哪国人？
预学检测
4. 中国载人航天工程是哪一年 正式启动的？
预学检测
5. 中国第一个被送入太空的航 天员是谁？
预学检测
知识准备： 1、万有引力定律 2、匀速圆周运动向心力表达式 3、圆周运动线速度、角速度、周期、
半径关系式
学习目标
• 理解第一宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速 度。
• 掌握人造卫星的运行规律 • 了解第二宇宙速度和第三宇宙速度的含义
课堂探究
当堂检测
2、我国发射了一颗探月卫星“嫦娥1号”。
设该卫星轨道是圆形的，且贴近月球表面。
已知月球的质量约为地球质量的1/81，月
球的半径约为地球半径的1/4，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
探究一：第一宇宙速度
牛顿的设想
英国科学家牛顿 (1643-1727)
课堂探究
探究一：第一宇宙速度
小结：1、第一宇宙速度v1=7.9km/s
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
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
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15张PPT)
练习3. .有两颗人造地球卫星，它们 的质量之比为1：2，运动的半径大小 之比为1：2，则它们的运动周期之比 为_____、 _；它们的轨道线速度之比为
______
练习4、已知地球半径为r，地球
表面附近的重力加速度为g，不
考虑地球自转的影响．若卫星绕
地球做匀速圆周运动，运行轨道
距地面高度为h，求卫星运行周 期T．
复习：1.万有引力定律内容以及公式 2.匀速圆周运动向心力公式 3.宇宙航行——黄金代换
卫星围绕着地球在做匀速圆 周运动，已知地球的质量为M, 引力常量为G,卫星轨道半径 为r,求卫星的线速度。
试分析卫星线速度随轨道 半径的变化关系？
1.环绕天体的线速度vFra bibliotek（1）环绕天体（如卫星，行星）的线速度，
试分析行星周期随轨道半 径的变化关系？
3.环绕天体的角速度T
（1）环绕天体（如卫星，行星）的角速度，
由G
Mm r2
m(
2
T
)2
r可得
2
r3 GM
由黄金代换gR2 GM可得T 2 r3
GM
（2）环绕天体的角速度 T随轨道半径 的增大而增大
思考： 如果不经过计算，能直接说出a、b 、c的线速度、 角速度、周期的大小关系吗？
、
练习1.嫦娥二号”绕月探测器在半径
R1为的轨道上运行,变轨后半径为R2
探测器环绕月球做圆周运动,且R1>R2 则变轨后、 探测器的( )
A、线速度变小 B、角速度变小 C、周期变大 D、向心加速度变大
练习2.人造卫星以地心为圆心做匀速 圆周运动，下列说法正确的是（ ）：
、
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
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2第六章6.5宇宙航行(共30张PPT)(优质版)
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？
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。
3、第三宇宙速度
“旅行者”1号探测器 1988年飞出太阳系
如果物体的发射速度等于或大于16.7km/s时
三 梦想成真
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
2007年10月24日嫦娥
一号月球探测器发射 成功
三、梦想成真
伴随着“神舟’五号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工 程”，开始了宇宙探索的新征程．
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
要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由于向 心力是万有引力提供的，卫星轨道的圆心必须是地心。
三、梦想成真 同步卫星有以下几个特点：
5、同步卫星高度固定不变
（Ｒ＋ｈ）
解得高度 ：ｈ＝
-
km
线速度： v2r2 3 .1 4 4 .2 3 17 7 m 0/s 3 .1 k/m s
T
2 4 3600
6.5 宇宙航行
为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转？ 飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？
实际的卫星发射过程 简化的卫星发射过程
火箭发射 火箭飞行过 大炮发射 卫星飞行过
程中，除了受引力外， 程中，只受引力，完全
还受向前的推力。
凭借惯性进入轨道。
v发 射
v运行
运行速度： 指卫星在轨道上绕 地球转动时的线速度