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第六章万有引力与航天
第5节、宇宙航行
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1、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
3、地球为什么绕太阳运动?
向心力的来源
太阳对地球的万有引力提供了地球做圆周运动的向心力
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设地球质量为M,被抛出去的物体的质量为m,物体绕地球运行的轨道半径为r。那么,在该轨道上做匀速圆周运动的物体的速度v如何推算?
分析:物体做圆周运动,是地球
对物体的引力提供向心力
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若把此物体看成是近地卫星,而近地卫星飞行的高度一般为100-200km,与地球的半径6370km相比,完全可以用6370km表示卫星到地心之间的距离,即r=6370km,近地面的卫星的速度是多少呢?
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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小发射速度,叫做第一宇宙速度。
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第一宇宙速度
1、速度公式
2、说明:
(1)公式中每个字母的物理意义
M表示地球质量,r表示地球半径,v表示第一宇宙速度
(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线速度
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,,它绕地球运动的轨迹是椭圆。
(3)第一宇宙速度为使卫星恰能够围绕地球做圆周运动的发射速度
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第二宇宙速度:
使卫星能够逃离地球的引力作用的卫星发射速度
,卫星就会挣脱地球的引力束缚,不再绕地球运行,而是飞向太阳系的其它空间中去。我们把这个速度叫第二宇宙速度。
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使卫星能够逃离太阳的引力作用的卫星发射速度
第三宇宙速度:
,物体就摆脱了太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去
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h=×107m
r=×107m
v=3km/s
T=24h
h=×108m
r≈×108m
v=1km/s
T=27天
h≈0
r=×106m
v=
T=84分钟
同步卫星
近地卫星
月球
近地卫星、同步卫星、月球三者比较