§3.4人造卫星宇宙速度四川省巴中巴中市第二中学王绍位高2017级15班1895年，俄国宇航先驱齐奥尔科夫斯基在一篇名为《天地幻想和全球引力效应》的论文中率先提出了制造人造卫星的设想。1957年10月4日，苏联将第一颗人造卫星送入环绕地球的轨道。此后，数以千计的人造卫星、空间站，被相继发射进入轨道，用于通信、导航、收集气象数据和其他许多领域内的科学研究。1970年我国发射的第一颗人造地球卫星卫星名称卫星质量（kg）轨道近地点（km）轨道远地点（km）运行周期（h）返回型遥感卫星21002053151.48东方红2号甲通信卫星441357863586323.9东方红2号试验通信卫星461354693578223.76返回型遥感卫星21001754001.5风云1号A7509009011.7巴达尔1502109921.57大气1号848739001.712卫星轨道是椭圆轨道：卫星轨道是圆轨道：地心在轨道的一个焦点上地心在圆心上，卫星做匀速圆周运动。人造卫星的轨道：人造卫星的轨道：观察思考：如图所示，a、b、c、d四轨道中可以作为卫星轨道的是？dabc√√万有引力与向心力方向不一致，与万有引力提供向心力矛盾。卫星的轨道平面必定经过地心。人造卫星的轨道：卫星的轨道平面必定经过地心。2rMmG即：rvm2nma2mrGMrT32nFF引224TmrrMGv3rMG21ranrv131r3rT环绕天体在空中运行的v、ω、T、a是r的单值函数，由轨道半径r唯一决定。2gRGM人造卫星的运行规律：2nrMGaGMvr3GMr32510084.5minRTsGM2GMar7.9/GMvKmsR30.0012/GMradsR32rTGM229.8/sGMamR11226.6710/GNmkg已知：66.3710Rm245.8910MkgMainIdeav平抛洲际导弹地球表面人造卫星增大地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？人造卫星的发射构想：300多年前，牛顿提出设想。牛顿人造地球卫星的设想图:更高轨道的人造卫星RvmRMmG222RMmGRvm2'第一宇宙速度MainIdeav地球表面人造卫星增大到第一宇宙速度更高轨道的人造卫星第一宇宙速度（环绕速度）：说明：（１）如果卫星“抛出”的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；（２）等于第一宇宙速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；（3）大于第一宇宙速度，卫星围绕地球做椭圆运动（地心就是椭圆的一个焦点）甚至脱离地球。已知Ｇ=6.67×10-11N.m2/kg2,地球质量M=5.89×1024kg,地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2.第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9km/sv1MainIdea方法一：RvmRMmG212skmRGMv/9.71方法二：RvmRMmG212由黄金代换公式：mg2RMmGskmgRv/9.71MainIdeav地球表面人造卫星增大更高轨道的人造卫星第一宇宙速度人造卫星被“抛出”时的速度叫发射速度卫星发射的位置越高（r越大），发射速度越大。人造卫星做圆周运动的速度叫运行速度知：由rGMv卫星的位置越高（r越大），运行速度越小。第一宇宙速度是脱离地面的最小发射速度，最大运行速度。第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9km/sMainIdeav第一宇宙速度增大更高轨道的人造卫星第二宇宙速度（脱离速度）：脱离地球，此时的发射速度叫做第二宇宙速度v2=11.2km/s说明：（１）第二宇宙速度脱离地球是往太阳系内其他行星发射人造天体的最小发射速度；（２）V发=11.2km/s卫星挣脱地球的引力束缚，围绕太阳运行,太阳在运行轨道的焦点上；（3）对卫星：V2>V发≥V1≥V运。人造天体脱离太阳系的最小发射速度。第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s旅行者1号——1977年（美国）小结1、人造卫星的轨道平面特点及运行规律2、宇宙速度大小及各自的物理意义3、卫星的发射速度、运行速度与宇宙速度的关系1、对于绕地球作匀速圆周运动的卫星，下列说法中正确的是：A、万有引力是它作圆周运动的向心力B、轨道半径大的卫星受到的向心力大C、轨道半径大的卫星的线速度大D、轨道半径大的卫星的周期大2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其发射速度：A.一定等于7.9km/sB.等于或小于7.9km/sC.一定大于7.9km/sD.介于7.9km/s—11.2km/s之间3、某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中，已知该星球的半径为R，求这星球上的第一宇宙速度_________.解：称性知：根据竖直上抛运动的对tvtvg22/星球表面重力加速度：RGMv第一宇宙速度：2gRGM由黄金代换公式知：tvRgR2v第一宇宙速度：谢谢！
