山东省淄博市临淄中学高中物理 6.4 万有引力理论的成就教学课件 新人教版必修.ppt

人造卫星宇宙速度 1969年7月20日10时56分 阿姆斯特朗小心翼翼的踏上了月面 我国第一颗人造卫星 东方红一号 神七发射全程动画模拟 rm 牛顿的设想人造卫星原理图 swf 宇宙速度 设地球的质量为M 在地面附近绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m 飞行器到地心的距离为 即地球半径 r 求飞行器的线速度 过程 解 卫星做圆周运动 由万有引力提供向心力 根据牛顿第二定律得 由此解出v 若已知近地卫星在 地面附近 飞行 可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r 地球半径R 6400km 地球质量M 5 89 1024kg 把数据代入上式可解得 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度 叫第一宇宙速度 数值7 9km s 如果地球质量未知 而知道地球表面处的重力加速度 能否求得第一宇宙速度 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 在地面附近发射飞行器 如果发射速度大于7 9km s 而小于11 2km s 那么它绕地球运动的轨道就不是圆 而是椭圆 如果速度继续增加 达到或大于11 2km s时 它就会克服地球的引力 永远离开地球 成为绕太阳运动的一颗人造行星 我们把11 2km s叫做第二宇宙速度 脱离速度 如果人造天体的发射速度等于或者大于16 7km s 就可以摆脱太阳引力的束缚而邀游太空了 我们把v3 16 7km s叫做第三宇宙速度 环绕速度 是指卫星在进入环绕轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度 人造地球卫星以地心为圆心 做匀速圆周运动 如果半径增大 则线速度 周期 角速度如何变 课堂练习 1 关于第一宇宙速度 下列说法正确的是 A 是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B 是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度C 是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度D 是卫星在椭圆轨道上运行在远地点的速度 BC 2 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 仍然做圆周运动 则 A卫星的环绕线速度将增大到原来的2倍B卫星所需的向心力将减小到原来的1 2C地球提供的向心力将减小到原来的1 4D卫星的环绕线速度将减小到原来的 CD 3 火星有两颗卫星 分别是火卫一和火卫二 他们的轨道近似为圆 已知火卫一的周期为7小时39分 火卫二的周期为30小时18分 则两颗卫星相比 A火卫一距离火星表面较近B火卫二的角速度较大C火卫一的运动速度较大D火卫二的向心加速度较大 AC 梦想成真 嫦娥三号动画 3D动画模拟嫦娥三号发射全程 rm 总结 1 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 s2 万有引力定律在天文学中的应用 一般有两条思路 1 F万有引力 环绕体所需的向心力 2 地面 或某星球表面 的物体的重力 F万有引力 你当科学家 1957年10月4日 世界上第一颗人造地球卫星在苏联发射成功 卫星重83 6kg 每96min绕地球飞行一圈 问 1 卫星距地面的高度是多少 2 卫星运行的角速度多大 3 这个卫星的轨道半径是多大 尽管人类已经跨入太空 登上月球 但是 相对于宇宙之宏大 地球和月亮不过是茫茫宇宙中的两粒尘埃 相对宇宙之久长 人类历史不过是宇宙年轮上一道小小的刻痕 宇宙留给人们的思考和疑问深邃而广阔 爱因斯坦曾经说过 一个人最完美和最强烈的情感来自对不解之谜 你想加入破解它的行列吗 布置作业