宇宙航行.ppt

文档介绍：§ 宇宙航行
一、牛顿的科学猜想
牛顿在思考万有引力定律时就曾想过,从高山上水平抛出物体,速度一次比一次大,落地点就一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地面,他将绕地球运动。
二、宇宙速度
探究1:
抛出速度至少为多大,物体才不会落回地面而绕地球做圆周运动呢?
已知地球和物体的质量分别为M 和 m,物体到地心的距离为r,求物体绕地球作圆周运动的速度v?
理论基础:万有引力提供向心力
解:万有引力提供向心力

故=
由此解出v =
若已知近地卫星在“地面附近”飞行,可以用地球半径R 代表卫星到地心的距离r,地球半径R=6400km,地球质量M=×1024kg,把数据代入上式可解得:
v=

大小:v=
意义:①是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的
速度,也叫做地面附近的环绕速度。
②即绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度,
③也是最小发射速度;
训练1:
利用所学知识,推导第一宇宙速度的另一表达式v=
解:在地球表面忽略地球自转的影响,则
= mg

即 mg =

解得:V=
探究2:
若速度v>?
训练2:
第一宇宙速度(环绕速度)V1= ,它是人造地球卫星的最小发射速度,也是地球卫星环绕地球运行的最大速度。如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度,卫星将落到地面而不能绕地球运转;等于这个速度卫星刚好能在地球表面附近做匀速圆周运动;如果大于这个速度,卫星将沿椭圆轨道绕地球运行,地心就成为椭圆轨道的一个焦点。(填“大于”、“小于”或“等于”)

大小:v=
意义:以这个速度发射,物体刚好能克服地球的引力作用,永远的离开地球而绕太阳运动。也叫地面附近的逃逸速度。

大小:v=
意义:以这个速度发射,物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外。