1、5 5宇宙航行神舟八号发射与天宫一号对接神舟八号发射与天宫一号对接.授课人：李林授课人：李林问题1：地球是个球体，如果抛出速度很大，则飞行的距离很长，此时我们还能将地面看作平面吗？若抛出物体的水平初速度足够大，物体将做何运动？v0英国科学家牛英国科学家牛顿顿(1643-1727)（一)牛顿的设想 在在1687年出版的年出版的自然自然哲学的数学原理哲学的数学原理中，牛中，牛顿设想顿设想抛出速度很大时，抛出速度很大时，物体就不会落回地面物体就不会落回地面。问题问题2 2：以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的近地卫星？已知球表面运动的近地卫星？已知
2、地球的质量为地球的质量为M M，物体物体的质量为的质量为m m，它到地心的距离为，它到地心的距离为r r，求速度，求速度v vRvmRMmG22RGMv=7.9km/s解法解法1：万有引力万有引力提供提供向心力向心力解法解法2：重力重力提供向心力提供向心力Rvmmg2gRv=7.9km/s 人们把7.9km/s这个速度称作第一宇宙速度,它是发射地球卫星的最小发射速度，也是近地卫星的环绕速度，。我国发射的探月卫星我国发射的探月卫星“嫦娥一嫦娥一号号”的轨道半径是圆形的，且贴近的轨道半径是圆形的，且贴近月球表面。已知月球质量约为地球月球表面。已知月球质量约为地球质量的质量的1/811/81，月球的
3、半径约为地球，月球的半径约为地球半径的半径的1/41/4，地球第一宇宙速度约为，地球第一宇宙速度约为7.9km/s7.9km/s，求，求“嫦娥一号嫦娥一号”探月卫星探月卫星绕月球运行的速率？绕月球运行的速率？名师课堂名师课堂P40 例例1PV=7.9Km/s11.2V7.9V11.2Km/S问题问题3 3:若卫星的发射速度大于若卫星的发射速度大于7.9km/s，会出现什么，会出现什么情况呢？情况呢？极地轨道极地轨道一般轨道一般轨道赤道轨道赤道轨道所有卫星都在所有卫星都在以地以地心为圆心心为圆心的圆（或的圆（或椭圆）轨道上椭圆）轨道上立体立体赤道平面赤道平面 问题问题4 4：地球质量地球质量M
4、M，万有用力常量，万有用力常量G G均为定值，设卫均为定值，设卫星轨道半径为星轨道半径为r r，试推导，试推导卫星的绕行速度卫星的绕行速度v v、角速度、角速度 、周期、周期T T与轨道半径与轨道半径 r r 的关系的关系r rv vmaTmrmrvmrGMmF222224rGMv 3rGMGMrT322rGMa 如图所示，如图所示，a a、b b、c c是地球大气层外圆形轨道是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，上运行的三颗人造地球卫星，a a、b b质量相同，且质量相同，且小于小于c c的质量，则（的质量，则（）A.A.b b、c c的角速度相等，且大于的角速度相等，且大于a a
5、的角速度的角速度B.bB.b、c c周期相等，且大于周期相等，且大于a a周期周期C.bC.b、c c向心加速度相等，向心加速度相等，且大于且大于a a的向心加速度的向心加速度D.bD.b、c c的线速度大小相等，的线速度大小相等，且小于且小于a a的线速度的线速度BDacb地球 思考：思考：据某报报道，某国发射了一颗周据某报报道，某国发射了一颗周期为期为8080分钟的人造地球卫星。分钟的人造地球卫星。请你用学过的知识判断这则新闻的真伪。请你用学过的知识判断这则新闻的真伪。提示：求近地卫星的最小周期提示：求近地卫星的最小周期已知：地球质量M=5.98*1024kg，地球R=6400km，G=6
6、.67x10-11Nm2/kg2地表 g=9.8m/s2（离地高度忽略不计）地球同步卫星（通讯卫星）地球同步卫星（通讯卫星）周期周期T T=24 h=24 h 轨道高度轨道高度h h=？定点在赤道正上方定点在赤道正上方 运行方向与地球自转相同（自西向运行方向与地球自转相同（自西向东）东）)(4)(222hRTmhRMmGRh5.6m106.37相对相对地面地面静止静止1、宇宙速度宇宙速度：第一宇宙速度第一宇宙速度：v7.9kms 是卫星发射的最小速是卫星发射的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。度，是卫星绕地球运行的最大速度。第二宇宙速度第二宇宙速度：v11.2kms，是卫星挣脱地球束，是卫星挣脱地球束缚的最小发射速度缚的最小发射速度 第三宇宙速度第三宇宙速度:v16.7kms，是挣脱太阳束缚的，是挣脱太阳束缚的最小发射速度。最小发射速度。2 2、研究天体运动的基本方法：研究天体运动的基本方法：把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运把天体或人造卫星的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供天体或人造卫星的向心力动，万有引力提供天体或人造卫星的向心力.同步卫星（通讯卫星）同步卫星（通讯卫星）作业：作业：1.阅读教材中阅读教材中“科学漫步科学漫步”和和“STSSTS”的材料；的材料；2.课堂作业：课堂作业：书书P48 P48 问题与练习问题与练习 1 1、3 3
