文档介绍：第5节宇宙航行
中国人的飞天梦
外国人的“飞天”梦
飞天之梦的历史
问题:
一、牛顿关于卫星的设想
地面上抛出的物体,由于受到地球引力的作用,最终都要落回到地面。
,为什么月亮不会落到地面上来?
问题情境
由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球引力(即重力),用来充当绕地球运转的向心力,故月球不会落到地面上来.
一、牛顿关于卫星的设想
物体做平抛运动时,水平速度越大,飞行的水平距离越远。
,物体将会怎样?试大胆猜想。
由于地球是一个圆球,当平抛的水平初速度足够大时,物体飞行的距离也很大, 故物体不能再落回地面,而成为一颗绕地球运转的卫星.
A
B
C
O
V0
D
问题:
问题情境
从高山上水平抛出物体,速度越大,落地点离山脚越远。如果没有空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上来,它将围绕地球旋转,成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。
牛顿人造卫星原理图
一、牛顿关于卫星的设想
思考?
1. 以多大的速度将物体抛出,它才会成为绕地球表面运动的卫星?
推导方法一:万有引力提供物体作圆周运动的向心力
g=,R=6400km,代入数据得:
推导方法二:地表附近,重力近似等于万有引力
,又叫环绕速度。
如果发射速度如小于第一宇宙速度,卫星将落到地面;
如果发射速度等于第一宇宙速度,卫星刚好能贴着地球表面作匀速圆周运动。
所以,第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度。
二、宇宙速度
问题: ,会怎样呢?
第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度. (脱离速度)
第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度. (逃逸速度)
km/s >V > km/s
V = km/s
V = km/s
V =
绕地球运动的轨迹就不再是圆,而是椭圆,发射速度越大,椭圆轨道越“扁”。
第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度. (环绕速度)
二、宇宙速度
1、,
物体恰好环绕地球表面做圆周运动;
2、时:
① <V<,但环绕速度<
物体仍绕地球运行,但径迹是椭圆;
② <V<
物体脱离地球的吸引而围绕太阳运行;
③ V>
物体脱离太阳的吸引,而成为自由天体。
二、宇宙速度