人造地球卫星.ppt

人造卫星 宇宙速度,人造地球卫星： 地球对周围的物体有_作用，因而抛出的物体要落回地面.但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得.牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚_.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，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星.,万有引力,越远,远,旋转(做圆周运动）,牛顿的人造地球卫星设想,那么，发射物体的速度至少达到多大时，物体才会成为一颗围绕地球运动的人造卫星呢？,设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为r，卫星运动的速度为v.由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以,从上式可以看出，卫星距地心越远，它运行的速度越. 虽然距地面高的卫星运行速度比靠近地面的卫星运行速度，但是向高轨道发射卫星却比向低轨道发射卫星要.因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更的功.,总之：高轨道卫星的环绕速度，但发射速度；低轨道卫星的环绕速度，但发射速度。,小,困难,多,小,大,大,小,小,因此，对靠近地面运行的人造卫星，发射速度最小，此时的r等于地球的半径R，在上式中把r用地球半径R代入，可以求出,这就是发射人造卫星必须具有的最小速度，称之为第一宇宙速度，也叫环绕速度.,说明：7.9km/s是人造地球卫星进入轨道 时的_发射速度，也是所有人造卫 星的_环绕速度。,用第二种方法推导第一宇宙速度,最小,最大,第一宇宙速度：v=7.9103m/s（人造卫星）,如果发射卫星的速度大于7.9 kms，而小于11.2 kms，它绕地球运动的轨迹就不是圆形，而是椭圆. 当物体的速度等于或大于11.2 kms时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行.我们把这个速度叫做第二宇宙速度，也叫脱离速度.（物体成为人造行星） 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力.要想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的速度等于或者大于16.7kms，这个速度叫做第三宇宙速度，也叫逃逸速度.（物体成为人造恒星）,第二宇宙速度：v=11.2103m/s(人造行星）,第三宇宙速度：v=16.7103m/s（人造恒星）,近地卫星和同步卫星,近地卫星： 概念 运行轨道半径： 地球半径 周期 84分钟,同步卫星 概念 与地球自转同步，定位于赤道正上方的卫星 运行轨道半径 (1)已知M和R，求h (2)只知R，求h 周期 与地球自转周期相同 24h,通讯卫星（地球同步卫星）： 1、周期T=24h 2、距地面高度h=35800km 3、环绕速度V=3.075km/s 4、位置在赤道上空。,其它轨道卫星：,只要轨道中心在地心的轨道都可以发射（使得万有引力全部用来充当向心力） 。如图所示：,1、可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道:( ) A、与地球表面上某一纬度线 (非赤道)是共面同心圆 B、与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆 C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的,C、D,2、地球同步卫星距离地心的距离为r，运行速率为V1，向心加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为V2，地球的半径为R，则,A.,D.,C.,B.,A、D,课堂练习：下列说法是否正确？为什么？ 1、人造地球卫星由于大气阻力的作用，轨道半径逐渐减小，它的线速度将逐渐减小，而周期逐渐增大。,2、因为高轨道卫星的运行速度小，所以高轨道卫星需要的发射速度也较小。,关于人造地球卫星运动 设人造卫星环绕地球做匀速圆周运动，卫星的质量为m，离地面高度为h。地球的质量为M，半径为R。 1卫星在某一轨道上环绕地球做匀速圆周运动，则地球对卫星的的万有引力等于卫星做圆周运动所需的的向心力。即,2卫星环绕地球在不同轨道上运动时，线速度的大小不同。线速度的大小随卫星离地面高度的增大而减小。即,3卫星环绕地球在不同高度上运动时，周期的大小不同。周期的大小随卫星离地面高度的增大而增大。即,4发射人造卫星的过程就是克服地球引力做功的过程。因此卫星的发射速度随发射高度的增大而增大。卫星的最小发射速度，即第一宇宙速度。 5在某一轨道上运行的人造卫星若受到某种阻力的作用，而使卫星的速度减小时，卫星在该轨道上受到的万有引力就要大于它所需的向心力，因此卫星离地面的高度就要降低。当卫星重新稳定到另一