人教版高中物理必修二第六章第五节 宇宙航行
水平的吗？
不是
3 、若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎
样物?体试不大再胆落猜回地想面。，而成为一颗绕地球运转的卫星。
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。
mg m v2 R
v gR 7.9km / s
合作探究3 月球的质量约为地球的1/81,半径约为地球
半径的1/4,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,则月球的第一
宇宙速度约为多少?
解：设地球质量为M，地球半径为R，地球的第一宇宙速度为v ，月球的质量为M1,月球的半径为R1,月球的第一宇宙速度为v1
1
3 2 4
v2
m
r
v
GM r
r越大（高），v越小
G
Mm r2
m
2
r
m(ຫໍສະໝຸດ 2T )2 r T
GM r3
2
r越大， 越小
r3 GMr越大，T越大
man
an
GM r2
r越大，an越小
思考：第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度还是
最小速度？
发射“旅行者”宇宙探 测器需要探测器的速度 大于等于第三宇宙速度
总结三种宇宙速度（发射速度）
V = 7.9km/s
第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的 速度. （逃逸速度）
V = 16.7 km/s V = 11.2 km/s
第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度
第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度
人造卫星 ── 人造卫星所需的向心力由地球的万有引力提供。
思考讨论2:物体要想成为地球的卫星， 速度应该多大？
合作探究1
设地球和卫星的质量分别为M
r
R
和m,卫星到地心的距离为r,万
有引力常量为G.求：卫星绕行
的线速度v？
由于卫星绕地球做圆周运动所需向心力由万有引
力提供，所以
GMm r2
mv2 r
r最小，是最大环绕速度。
运行速度：卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周运动的线速度，
又叫环绕速度 。
发射速度：卫星在地面附近离开发射装置的初速度。
(注意宇宙速度均指发射速度)
v发射
v环绕
讨论:将卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大？哪一个 更容易？为什么？
向高轨道发射卫星时 , 需要的初速度大， 因为火箭克服地球对 卫星的引力而做更多 的功,对火箭的要求 更高一些,所以比较 困难。
v= GM =7.9Km/s
R
物体在月球表面附近做匀速圆周运动仍然有
GM1m R12
m v12 R1
得v1=
GM1 R1
G1M 81
2
=
1R 4
=
9
GM =1.76Km/s R
自主合作 探究规律 一、三种宇宙速度
（2）第二宇宙速度（脱离速度）
思考：若发射速度大于7.9km/s，物体将怎样运动？
思考：第一宇宙速度是发射卫星的最大速度还 是最小速度？
r最小，是最小发射速度。
归纳：第一宇宙速度是卫星的最小发射速度， 也是最大环绕速度。
三、梦想成真
1957年，前苏联成功发射人类的第一颗人造卫星
1970年， “东方红一号”人造卫星发射 成功。这 是中国发射的第一颗人造卫星
2003年，神舟五号载人飞船发射成功： ——圆了中国人的飞天梦
自主合作 探究规律
一、三种宇宙速度
（1）第一宇宙速度 人造地球卫星在地面附近绕地 球做匀速圆周运动的速度，叫 做第一宇宙速度。
若以第一宇宙速度发射一个物 体，它将在贴着地球表面的轨 道做匀速圆周运动。
v1=7.9km/s （谐音：吃点酒）
（地面附近、匀速圆周运动）
自主合作 探究规律
合作探究2
若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，地球的半
神舟六号发射成功： —— 中国人开始真正尝试太空生活
神舟七号发射成功： —— 中国人开始第一次太空行走
嫦娥一号、二号发射成功： —— 中国开展绕月、探月工程
神舟八号、九号、十号与天宫一号对接成功
天宫一号发射成功： —— 中国人开始建立太空空间站工程
随着科学技术的发展，我们的梦想逐渐成 真，我们探测太空的脚步会越走越快，越 走越远。也许有一天我们也能到其它星球 旅游定居。这些梦想的实现有赖以我们今 天的努力学习。
11.2 km/s >V > 7.9 km/s
.（不同天体有各自的第一宇宙速度，如果卫星的发射速度小 于第一宇宙速度，卫星将落回地面）
绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆
二、人造地球卫星运动规律
探究：将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，你能推出 卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系吗？
当发射的速度等于或大于11.2km/s时，物体就 会脱离地球的引力，不再绕地球运行。我们把 这个速度叫第二宇宙速度。
发射到火星的探测器
• 需要速度大于等于第二宇宙速度
自主合作 探究规律
一、三种宇宙速度
（3）第三宇宙速度（逃逸速度）
如果发射的速度等于或大于16.7km/s，物体就可以摆脱太阳 引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。我们把这个速 度叫第三宇宙速度。
中 国 人 的 飞 天 梦
外国人的“飞天”梦
思考讨论1:地面上的v0物体，怎样才能成为人造卫星呢？
问O 题 情 境
平抛运动演示
A B CD
让物体做平抛运动初速度逐渐增大
通过观看动画回答下列问题：
1、平抛物体速度逐渐增大，物体的落地点怎样变
化？
越来越远
2、在速度足够大的情况下，运动通过的地面还是
v
GM r
卫星离地心越近，它的环绕速度就越大
1 2 3
思考：如果1号卫星正好在地球表面附近做匀速圆周 运动，环绕速度是多大？(设地球质量为 M=5.98×1024kg, 地球半径R=6400km，万有引力常量 G=6.67×10-11N·m2/kg2)
G
Mm R2
=
mV 2 R
v = GM = 7.9km / s R
径R取6400km，而地球质量M 未知,请计算求得第
一宇宙速度?
v2 mg m
R
第一宇宙速度的另一表达式为:
v gR 7.9km / s
总结：推导第一宇宙速度的两种方法
方法一：万有引力提 供物体作圆周运动的 向心力
G Mm = m V 2
R2
R
v = GM = 7.9km / s R
方法二：在地面附近， 重力提供物体作圆周 运动的向心力
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人教版必修二物理第六章6.5宇宙航行课件(人教版必修2)
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 Mm _万__有__引__力__提供，即_G___r_2 ___＝
图6－5－1
mvr2，则卫星在轨道上运行的线速度
GM v＝______r__．
想一想 卫星离地面越高，其线速度是越大吗？
答案 不是．由 v＝ GrM可知，卫星离地面越高，线速度越 小．
二、宇宙速度 1．第一宇宙速度
v1＝_7_._9_ km/s，卫星在_地__球__表__面__附__近__绕地球做匀速圆周 运动的速度，又称环绕速度． 2．第二宇宙速度 v2＝_1_1_._2_ km/s，使卫星挣脱_地__球__引力束缚的最小地面发 射速度，又称脱离速度． 3．第三宇宙速度 v3＝_1_6_.7_ km/s，使卫星挣脱_太__阳__引力束缚的_最__小__地面发 射速度，也叫逃逸速度．
解析 同步通信卫星的周期与角速度跟地球自转的周期与角
速度分别相同，由 ω＝ GrM3 和 h＝r－R 可知，卫星高度确
定，由 v＝ωr 知速率也确定，选项 A 正确，B 错误；由 T＝2
π
r3 GM
知，第一颗人造地球卫星的高度比同步通信卫星的
低，选项 C 正确；由 v＝ GrM知，同步通信卫星比第一颗 人造地球卫星的速率小，故选项 D 正确．
地球上第一宇宙速度之比v月＝2，故 v地 9
v
月＝7.9×29
km/s≈1.8
km/s，因此 B 项正确．
【例2】 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t 后，物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该 星球上的第一宇宙速度．
答案
2vR t
解析 根据匀变速运动的规律可得，该星球表面的重力加
图6－5－1
mvr2，则卫星在轨道上运行的线速度
GM v＝______r__．
想一想 卫星离地面越高，其线速度是越大吗？
答案 不是．由 v＝ GrM可知，卫星离地面越高，线速度越 小．
二、宇宙速度 1．第一宇宙速度
v1＝_7_._9_ km/s，卫星在_地__球__表__面__附__近__绕地球做匀速圆周 运动的速度，又称环绕速度． 2．第二宇宙速度 v2＝_1_1_._2_ km/s，使卫星挣脱_地__球__引力束缚的最小地面发 射速度，又称脱离速度． 3．第三宇宙速度 v3＝_1_6_.7_ km/s，使卫星挣脱_太__阳__引力束缚的_最__小__地面发 射速度，也叫逃逸速度．
解析 同步通信卫星的周期与角速度跟地球自转的周期与角
速度分别相同，由 ω＝ GrM3 和 h＝r－R 可知，卫星高度确
定，由 v＝ωr 知速率也确定，选项 A 正确，B 错误；由 T＝2
π
r3 GM
知，第一颗人造地球卫星的高度比同步通信卫星的
低，选项 C 正确；由 v＝ GrM知，同步通信卫星比第一颗 人造地球卫星的速率小，故选项 D 正确．
地球上第一宇宙速度之比v月＝2，故 v地 9
v
月＝7.9×29
km/s≈1.8
km/s，因此 B 项正确．
【例2】 某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t 后，物体以速率v落回手中．已知该星球的半径为R，求该 星球上的第一宇宙速度．
答案
2vR t
解析 根据匀变速运动的规律可得，该星球表面的重力加
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
人教版高中物理必修二 第六章第5节 宇宙航行 课件
“卡西尼”号土星探测器 1997年10月15日发射升空， 2004年1日飞抵土星。
“先驱者”10号太空探测器 1972年3月2日发射升空， 1986年6月飞出太阳系
中国的航天成就
1970年4月24日我国第一 颗人造卫星升空
2003年10月15日神舟 五号 杨利伟
目前中国已经有170颗卫星在轨 中国到2030年左右要跻身世界航天强国行列 中国未来十年预计将发射约100颗卫星。
嫦娥三号拍摄玉兔月球车
作业：
1.阅读教材P46的课后资料—“黑洞” 和“航天事业改变着人类生活”
2.上网查阅：(1)人造卫星的种类 (2)同步卫星的含义及特点 (3)卫星如何变换轨道
为梦想而努力！
☆穿越时空
①
②
③
时光到了2050年，中国航天中心发射场 ，三组同学整装待发……
☆穿越时空
飞行控制指挥中心
☆穿越时空
飞船控制舱
一组任务：绕近地轨道飞行，设置飞船速度！ 二组任务：飞向火星,设置飞船速度！ 三组任务：飞向天鹅星座 ，设置飞船速度！
牛顿关于卫星的设想
一、人造卫星
抛出的物体速度足够 大，不再落回地面，围绕 地球旋转而成为人造地球 卫星。
思路：地球对物体的万有引力提供物体在 地球表面附近做匀速圆周运动的向心力
建立模型
G
Mm R2
=
mV2 R
v = ：
思路：物体在地球表面附近做匀速圆周运
动重力近似等于万有引力
解： mg m v2 R
v gR 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。
万__有__引__力__ 提供向心力
“先驱者”10号太空探测器 1972年3月2日发射升空， 1986年6月飞出太阳系
中国的航天成就
1970年4月24日我国第一 颗人造卫星升空
2003年10月15日神舟 五号 杨利伟
目前中国已经有170颗卫星在轨 中国到2030年左右要跻身世界航天强国行列 中国未来十年预计将发射约100颗卫星。
嫦娥三号拍摄玉兔月球车
作业：
1.阅读教材P46的课后资料—“黑洞” 和“航天事业改变着人类生活”
2.上网查阅：(1)人造卫星的种类 (2)同步卫星的含义及特点 (3)卫星如何变换轨道
为梦想而努力！
☆穿越时空
①
②
③
时光到了2050年，中国航天中心发射场 ，三组同学整装待发……
☆穿越时空
飞行控制指挥中心
☆穿越时空
飞船控制舱
一组任务：绕近地轨道飞行，设置飞船速度！ 二组任务：飞向火星,设置飞船速度！ 三组任务：飞向天鹅星座 ，设置飞船速度！
牛顿关于卫星的设想
一、人造卫星
抛出的物体速度足够 大，不再落回地面，围绕 地球旋转而成为人造地球 卫星。
思路：地球对物体的万有引力提供物体在 地球表面附近做匀速圆周运动的向心力
建立模型
G
Mm R2
=
mV2 R
v = ：
思路：物体在地球表面附近做匀速圆周运
动重力近似等于万有引力
解： mg m v2 R
v gR 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。
万__有__引__力__ 提供向心力
高中物理 第6章 第5节宇宙航行课件 新人教版必修2
一、宇宙速度
提出问题
1. 抛出的石头会落地，为什么飞船及卫星会绕地球运 动呢？
结论:飞船及卫星的运动速度足够大，且其所受万有引力恰好提供 其绕地球运动的向心力。
提出问题
2.平抛物体的初速度满足什么条件时，物体就不再落 回地面？
结论:物体不落回地面，物体将环绕地球做圆周运动，所受地球的引力恰 好用来提供向心力，应满足
解析：在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作 用，成为绕太阳运行的人造卫星或飞到其他行星上去 所必须达 到的最小 发射速度 为 v=11.2 km/s， 因为 “伽利略”号绕木星运行，还未摆脱太阳的吸引，因 此其速度还应小于16.7 km/s，因此其发射速度大于 11.2 km/s而小于16.7 km/s，选项C正确。
•
典型 例5 人类曾向木星发射“伽利略”号木星探测器，该
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ例题
探测器在太空中行程37亿千米并最终成功进入绕木星 运行的轨道。此后不断发回拍摄到的照片，为人类近 距离了解木星提供了大量的资料，则人类在地面上发 射“伽利略”号的速度应为（ ） A.等于7.9 km/s B.大于7.9 km/s而小于11.2 km/s C.大于11.2 km/s而小于16.7 km/s D.大于16.7 km/s
因此，物体抛出时的速度需要大于7.9 km/s。
提出问题
3. 7.9 km/s是否是人造地球卫星绕地球运行的最小速度？
提出问题
4.人造地球卫星的v、ω、T、a与r的关系？
典型 例题
•
典型 例题
•
提出问题
5. 什么是第一宇宙速度？第一宇宙速度有何特点？
提出问题
6.请用至少两种方法推导第一宇宙速度的大小？
答案：C
【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
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