文档介绍：宇宙航行
A
B
C
D
O
V0
以平抛运动为模型的推理过程
地球
牛顿人造卫星原理图
牛顿在思考万有引力时就曾想过,从高山上水平抛出一个物体,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远,如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。组卷网
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
思考:向高轨道发射卫星与发射近地卫星相比哪个难度大?哪个需要的发射速度大?为什么?
高轨道卫星与近地卫星相比哪个运行速度大?为什么?
注意:人造卫星的发射速度与运行速度是两个不同的概念
运行速度指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
发射速度指被发射物体离开地面时的速度
V1= (第一宇宙速度)
最小发射速度
最大运行速度
人造卫星的r大, 需要的v发射大;而v运行却小
——因为向高轨道发射卫星,火箭要克服地球引力对它的引力做的功多。所以向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星难。
发射速度v﹤, 物体会落回地面
发射速度v= , 物体会在地面附近绕地球做匀速圆周运动
﹤ v ﹤, 物体绕地球运转,但轨迹是椭圆
,物体就会挣脱地球引力的束缚,不再绕地球运行,而是绕太阳运行。
第二宇宙速度——
(脱离速度)
第三宇宙速度
—— km/s
(逃逸速度)zxxkw
,物体就能摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去。
总结:
第二宇宙速度
第一宇宙速度
第三宇宙速度
物体落回地面
物体在地面附近绕地
球做匀速圆周运动
物体绕地球运转,运
动轨迹是椭圆。
物体绕太阳运动
物体飞出太阳系
P
地球
2. 轨道中心
地心
1. ________ 提供向心力
万有引力
人造地球卫星
赤道轨道
极地轨道
其它轨道