1、物体怎样才能真正离开地面，围绕地球旋转？物体怎样才能真正离开地面，围绕地球旋转？ 最早研究人造卫星问题的是牛顿，最早研究人造卫星问题的是牛顿，他设想了这样一个问题，在地面某处平他设想了这样一个问题，在地面某处平抛一个物体，物体将沿一条抛物线落回抛一个物体，物体将沿一条抛物线落回地面，物体初速度越大，飞行距离越地面，物体初速度越大，飞行距离越远考虑到地球是圆形的，如果初速度远考虑到地球是圆形的，如果初速度很大，抛出的物体总也落不到地面就成很大，抛出的物体总也落不到地面就成了人造地球卫星了。了人造地球卫星了。 从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的从刚才的分析我们知道，要想使物体成为地球的卫星
2、，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速卫星，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时万有度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行，此时万有引力提供了卫星运动的向心力，即：引力提供了卫星运动的向心力，即： smsmrGMV/109 . 7/1040. 61098. 51067. 6362411rvmrMmG22（1）这个速度称为第一宇宙速度这个速度称为第一宇宙速度 skmv/9 . 7（1）第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫）第一宇宙速度是发射一个物体，使其成为地球卫 星的最小速度。星的最小速度。（2）若以第一宇宙速度发射一个物体，物体将）若以第
3、一宇宙速度发射一个物体，物体将 贴着地贴着地 球表面的轨道上做匀速圆周运动。球表面的轨道上做匀速圆周运动。（3）若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在椭圆轨）若发射速度大于第一宇宙速度，物体将在椭圆轨 道上离心运动道上离心运动（4）若物体发射的速度达到或超过）若物体发射的速度达到或超过11.2kms时，物时，物 体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动体将能够摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动 的行星或飞到其他行星上。的行星或飞到其他行星上。 11.2kms称为第二宇宙速度。称为第二宇宙速度。（5）若物体的发射速度再大，达到或超过）若物体的发射速度再大，达到或超过16.7kms 时，物体将会摆
4、脱太阳引力束缚，飞到太阳系外时，物体将会摆脱太阳引力束缚，飞到太阳系外 16.7kms称为第三宇宙速度。称为第三宇宙速度。 卫星是用什么发射升空的？卫星是用什么发射升空的？ 卫星脱离助推火箭后，获得了一定的速度卫星脱离助推火箭后，获得了一定的速度v，设，设卫星绕地球做圆周运动，其运行半径为卫星绕地球做圆周运动，其运行半径为r，根据万有，根据万有引力等于向心力可得：引力等于向心力可得：rvmrMmG22rGMv （1）r)2(22TmrMmGGMrT324（2）marMmG22rMGa （3）说明：说明： （1）从公式（）从公式（1）、（）、（2）、（）、（3）式中可以看出）式中可以看出, 地球
5、卫星的运动情况（速度、周期、加速度）地球卫星的运动情况（速度、周期、加速度）是由是由r惟一决定的。惟一决定的。（2）轨道）轨道半径越大半径越大，卫星运行速度，卫星运行速度越小越小，周期，周期越大，越大，加速度加速度越越 小小； 轨道半径轨道半径越小越小，运行速度，运行速度越大，越大，周期周期越小，越小，加速度加速度越大越大说明说明（1）同步卫星运行的轨道均在赤道平面内的同一轨道上，）同步卫星运行的轨道均在赤道平面内的同一轨道上， 相对地面静止，且是正圆周运动相对地面静止，且是正圆周运动（2）周期和地球自转周期相同，约）周期和地球自转周期相同，约24小时；小时； （3）距离地面的高度一定；）距离地面的高度一定； （4）环绕速度大小一定，角速度一定；）环绕速度大小一定，角速度一定； （5）向心加速度一定。）向心加速度一定。 44页问题与练习：页问题与练习：第第2题题 第第3题题
