文档介绍：第五节宇宙航行一、牛顿设想:地面上的物体,怎样才能成为人造地球卫星呢? 300 多年前, 牛顿提出设想设地球质量为 M,半径为 R。人造地球卫星在圆轨道上运行,质量为 m,轨道半径为 r。那么,在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度 v如何推算? 22 Mm v G m r r GM vr 卫星离地心越远,它运行的速度越慢。 1rv 11 24 6 10 10 1 10 / / GM R v m s km s 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。近地面的卫星的速度是多少呢? 11 2 2 10 / G N m kg 已知: 6 10 R m 24 10 M kg 提示:同学们算算,近地卫星的周期又是多少呢? 思考: 我们能否发射一颗周期为 70min 的卫星呢? 不能!! 二、宇宙速度 1、第一宇宙速度: (环绕速度) V 1 = 地球 >v> 2、第二宇宙速度: (脱离速度) V 2 = V 3 = 3、第三宇宙速度:( 逃逸速度) 1 / GM v km s R 1 / v gR km s 法二: 2 / v km s 3 / v km s →人造行星→人造恒星人造卫星概念辨析 发射速度和运行速度 1、发射速度: 是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。 2、运行速度: 是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。 1 GM vr r↗v↘近地卫星 v v 运发其它卫星> v v 运发①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度,也是环绕地球运行的最大速度四、人造卫星的超重和失重 1、发射和回收阶段发射加速上升超重回收减速下降超重 2、沿圆轨道正常运行只受重力 a = g 完全失重与重力有关的现象全部消失天平弹簧秤测重力液体压强计五、地球同步卫星 1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星,它在轨道上跟着地球自转,同步地做匀速圆周运动,它的周期: T=24h 2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上,即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合,卫星离地面高度为定值。思考:地球同步卫星能否位于北京正上方某一确定高度 h? 所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上。注:为了卫星之间不互相干扰,大约 3° 左右才能放置 1颗,这样地球的同步卫星只能有 120 颗。可见,空间位置也是一种资源。