1、（优质）高中物理万有引力专题2PPT课件人造卫星一、人造卫星的原理一、人造卫星的原理 在地球上抛在地球上抛出的物体，当出的物体，当它的速度足够它的速度足够大时，物体就大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简称人造卫星。称人造卫星。人造卫星规律人造卫星规律 基本规律基本规律marmrTmrvmrGMm2222)2(rGMv GMrT323rGM2rGMa r增加增加 v 减小减小 T增加增加 a减小减小 减小减小r二、特殊卫星二、特殊卫星a、近地卫星、近地卫星RTmRvmmgR
2、GMm2)2(22skmgRV9.7小时4.12gRTb、同步卫星、同步卫星小时（243)2GMhRTh3.6X104 Km12 所有地球卫星运行速度小于所有地球卫星运行速度小于7.9km/s、周期大于、周期大于1.4小时小时 同步卫星（通讯卫星）同步卫星（通讯卫星）定周期（频率、转速）定周期（频率、转速）（与地球自转的周期相同，（与地球自转的周期相同，即即T=24h）定高度定高度（到地面的距离（到地面的距离相同，即相同，即h=3.6107m）特点：特点：同步卫星定在赤道的正上方某点定在赤道的正上方某点（相对于地球静止）。（相对于地球静止）。定线速度大小（定线速度大小（即即V=3.0 103m
3、/s）定角速度（定角速度（与地球自转与地球自转的角速度大小的角速度大小）定向心加速度大小定向心加速度大小 不同点：不同点：由于各国发射由于各国发射的同步卫星质量一般不同，的同步卫星质量一般不同，所以它们受到的向心力的所以它们受到的向心力的大小一般不同。大小一般不同。04年江苏高考年江苏高考4 若人造卫星绕地球作匀速圆周运动，则下列说若人造卫星绕地球作匀速圆周运动，则下列说法正确的是法正确的是 （）A.卫星的轨道半径越大，它的卫星的轨道半径越大，它的 运行速度越大运行速度越大B.卫星的轨道半径越大，它的卫星的轨道半径越大，它的 运行速度越小运行速度越小C.卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的
4、卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的 向心力越大向心力越大 D.卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的 向心力越小向心力越小B D练习练习、从地球上发射的两颗人造地球卫星从地球上发射的两颗人造地球卫星A和和B，绕，绕地球做匀速圆周运动的半径之比为地球做匀速圆周运动的半径之比为RA RB=4 1，求它们的线速度之比和运动周期之比。求它们的线速度之比和运动周期之比。【分析解答分析解答】卫星绕地球做匀速圆周运动，万卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有GMm/R2=mv2/Rv2=GM/R 1
5、/RGMm/R2=m42R/T2 T2 R3 （开普勒第三定律（开普勒第三定律）TA/TB=8:1 v 2R-1 vA/vB=1:2 三三.宇宙速度宇宙速度(1)(1)第一宇宙速度第一宇宙速度：V=7.9km/sV=7.9km/s(2)(2)推导：推导：./9.7:,:,222skmvgRvmgRGMmRGMvRmvRGMm计算的结果是可以解得则若考虑到地球表面解得 所以所以第一宇第一宇宙速度宙速度又又叫最小发射速度，最大环绕速度叫最小发射速度，最大环绕速度。(3)(3)第二宇宙速度第二宇宙速度：当物体的速度当物体的速度大于大于或等于或等于11.2km/s11.2km/s时时，卫星就会脱离地，
6、卫星就会脱离地球的引力，不在绕地球运行。我们把球的引力，不在绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。宇宙速度的物体还受到太阳的引力。如果人造地球卫星进入地面附近如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度的轨道速度大于大于7.9km/s7.9km/s，而小于，而小于11.2km/s11.2km/s，它绕地球运动的轨迹是它绕地球运动的轨迹是椭圆。椭圆。(4)(4)第三宇宙速度第三宇宙速度：如果物体的速度如果物体的速度等等于或大于于或大于16.7km/s16.7km/s，物体就摆脱了太阳物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的
7、宇宙空引力的束缚，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。间去。我们把这个速度叫第三宇宙速度。V1=7.9km/s 地球地球V V2 2=11.2km/s=11.2km/sV V3 3=16.7km/s=16.7km/s11.2km/sv7.9km/s例例1关于第一宇宙速度，下面说法正确的有（关于第一宇宙速度，下面说法正确的有（）A 它是人造卫星绕地球飞行的最小速度它是人造卫星绕地球飞行的最小速度 B 它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最小速度 C它是人造卫星绕地球飞行的最大速度它是人造卫星绕地球飞行的最大速度 D 它是发射人造卫星进入近
8、地圆轨道的最大速度。它是发射人造卫星进入近地圆轨道的最大速度。B C（提示：注意发射速度和环绕速度的区别）（提示：注意发射速度和环绕速度的区别）练习练习已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，它们绕太阳的公转均可看做匀速圆周公转的周期，它们绕太阳的公转均可看做匀速圆周运动，则可判定运动，则可判定（）A金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离金星到太阳的距离大于地球到太阳的距离 B金星运动的速度小于地球运动的速度金星运动的速度小于地球运动的速度 C金星的向心加速度大于地球的向心加速度金星的向心加速度大于地球的向心加速度 D金星的质量大于地球的质量金星的质量大于地球的质量C332T=2.GMGMGMrMva Grrr ，210g重要的近似：重要的近似：几个有用结论：几个有用结论：注意：注意：在本章的公式运用上，应特在本章的公式运用上，应特别注意字母的规范、大小写问题；别注意字母的规范、大小写问题；应区分中心天体、环绕天体；球体应区分中心天体、环绕天体；球体半径、轨道半径等问题。半径、轨道半径等问题。
