宇宙的航行.ppt
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1、6.5 6.5 宇宙航行宇宙航行复习回顾:复习回顾:1、万有引力定律的两种应用万有引力定律的两种应用: :2、处理匀速圆周运动问题的关键处理匀速圆周运动问题的关键向心力的来源向心力的来源3、地球为什么绕太阳运动?地球为什么绕太阳运动?太阳对地球的万有引力提供了地球做太阳对地球的万有引力提供了地球做圆周运动的向心力圆周运动的向心力2M mGm grrTmrmrvmmarMmGn2222)2(4 、月球为什么绕地球运动?月球为什么绕地球运动?地球对月球的万有引力提供了月球做圆地球对月球的万有引力提供了月球做圆周运动的向心力周运动的向心力300300多年前牛顿的设想多年前牛顿的设想 牛顿就曾设想牛顿
2、就曾设想, , 从高山上从高山上用不同的水平速度抛出物体用不同的水平速度抛出物体, ,速度一次比一次大速度一次比一次大, ,则落点一则落点一次比一次远次比一次远, ,如不计空气的阻如不计空气的阻力力, ,当速度足够大时当速度足够大时, , 物体就物体就永远不会落到地面上来永远不会落到地面上来, ,而围而围绕地球旋转绕地球旋转, ,成为一颗人造地成为一颗人造地球卫星了球卫星了. . 1 1、牛顿对人造卫星原理的描绘。、牛顿对人造卫星原理的描绘。那么,速度为多大时,物体将不会落回地面而成为绕那么,速度为多大时,物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的人造卫星呢?地球旋转的人造卫星呢?方方法一:卫星绕地
3、球作运动看作匀速圆周运动法一:卫星绕地球作运动看作匀速圆周运动RmvRGMm22skmsmvRGM/9 .7/62411104 .61089.51067.6方法方法二:在地面附近,重力提供物体作圆周运动的向心力二:在地面附近,重力提供物体作圆周运动的向心力Rvmmg2skmsmgRv/9.7/104.68.96问题一:以多大的速度抛出这个物体,它才会绕地球表面运动,问题一:以多大的速度抛出这个物体,它才会绕地球表面运动,不会落下来?不会落下来?(已知已知=6.6710-11Nm2/kg2 , 地球质量地球质量M=5.891024kg, 地球半径地球半径R=6400km) (若已知地球表面重力加
4、速度g=9.8m/s2,R=6400km)运行速度运行速度:指卫星在稳定的轨道上绕地球转指卫星在稳定的轨道上绕地球转做圆周运做圆周运动动的线速度的线速度V运行V发射发射速度发射速度:指被发射物体离开地面时的水平初速度指被发射物体离开地面时的水平初速度一、宇宙速度一、宇宙速度1 1、第一宇宙速度(环绕速度)、第一宇宙速度(环绕速度) 是物体在是物体在地面地面附近附近环绕地球做匀速圆周运动的环绕地球做匀速圆周运动的速度速度 7 . 9 k m/G MvsR=(1)大小:大小:gR(2)说明:)说明:发射速度发射速度7.9km/s,卫星将落回地面而不能绕地球运转;,卫星将落回地面而不能绕地球运转;发
5、射速度发射速度v=v=7.9km/s,卫星刚好能在地球表面卫星刚好能在地球表面附近附近作匀速圆作匀速圆周周运运动;动; 所以第一宇宙速度所以第一宇宙速度是最小是最小发射速度发射速度,又是,又是最大最大环绕速度。环绕速度。 在地面附近发射飞行器,如果它的速度大于在地面附近发射飞行器,如果它的速度大于7.9km/s7.9km/s会怎么样呢?会怎么样呢?2、第二宇宙速度、第二宇宙速度 (脱离速度脱离速度) 发射发射速度速度V=11.2km/s,物体刚好能克服地球的引力作用,物体刚好能克服地球的引力作用,永远的离开地球永远的离开地球.(1)大小:大小:v=11.2km/s (2)(2)说明:说明: 发
6、射速度发射速度11.2km/sv16.7km/s,卫星离开地球绕太阳运行,卫星离开地球绕太阳运行,成为一颗人造行星。成为一颗人造行星。 卫星发射速度卫星发射速度7.9km/s7.9km/sVV11.211.2km/skm/s, 卫星将沿卫星将沿椭圆轨道椭圆轨道绕地球运行绕地球运行 一、宇宙速度一、宇宙速度3、第三宇宙速(、第三宇宙速(逃逸速度)逃逸速度)发射速度为发射速度为16.7km/s,物体刚好能摆脱,物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外太阳引力的束缚而飞到太阳系以外 (1)大小:)大小:v=16.7km/s(2)说明:说明: 发射速度发射速度v 16.7km/s,卫星将挣脱太阳引
7、力,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间。的束缚,飞到太阳系以外的空间。1 1、第一宇宙速度(环绕速度)、第一宇宙速度(环绕速度): :就是物体在地面附近绕地球就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度做匀速圆周运动的速度V=7.9km/sV=7.9km/s,若,若 7.9km/sv11.2km/s 7.9km/sv 11.2km/s11.2km/s时,卫星克服地球的引力,永远离开地球。我们把时,卫星克服地球的引力,永远离开地球。我们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的还受到太阳这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的还受到太阳的引力。的引力。3 3、第三宇宙速度(逃逸速
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