文档介绍：宇宙航行
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。
问题2:若抛出物体的水平初速度足够大,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
问题情境
牛顿的手稿
算一算:物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢?
R
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?(已知G=×10-11Nm2/kg2 , 地球质量M=×1024kg, 地球半径R=6400km)
法一:万有引力提供物体作圆周运动的向心力
(若已知地球表面 g= )
法二:在地面附近,重力提供
物体作圆周运动的向心力
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度,叫做第一宇宙速度。
2、第二宇宙速度(脱离速度)
这是卫星挣脱地球的引力束缚,成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度.
/s,则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆,太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点.
v2= km/s
3、第三宇宙速度(逃逸速度)
这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
如果人造天体具有这样的速度,就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系以外的宇宙空间去了。
v3= km/s
1、第一宇宙速度:
V1=
地球
人造行星的发射速度: >v>
2、第二宇宙速度: (逃逸速度)
V2=
V3=
3、第三宇宙速度:(脱离速度)
人造卫星的发射速度
(环绕速度)
1、,
物体恰好环绕地球表面做圆周运动;此时的卫星叫做近地卫星。
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。
对于其他的星球以上三个宇宙速度是否变化呢?
变化,不同星球的宇宙速度一般是不一样的
例如: