高一物理课件功和能高一物理课件

中学物理教学课件作者：友好三中高一物理组《人造卫星宇宙速度》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？rmvrmGm22'rmGv从上式可以看出:,卫星离地心越远，它运行的速度越慢。rv1一、人造卫星运行规律向心力:向万FFmarTmrmrvmrMmG2222243324rGMrTT卫星周期:角速度:331rrGM描述卫星运动的其他物理量？向心加速度:可见：V、W、T、a与r为一一对应关系221rrGMaa当卫星运动的半径等于地球半径R时，卫星的线速度、周期、加速度分别为：V=7.9Km/ST=5100Sa=9.8m/s2所以所有的人造地球卫星的运行速度v7.9km/s运行周期T5100s运行加速度a9.8m/s2地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？300多年前，牛顿提出设想在高山上物体作平抛运动的初速度越大，落地点高山脚越远，当抛出速度足够大时，物体就不会落到地面上，成为绕地球旋转的人造地球卫星人造地球卫星绕地球运行的动力学原因地球给人造地球卫星的万有引力提供了它绕地球作匀速圆周运动所需的向心力．人造地球卫星在轨道上运行时不是处于受力平衡状态，其加速度等于卫星所在处的重力加速度．那么，速度多大时，物体将不会落回地面而成为绕地球旋转的卫星呢？从刚才的分析知道，要想使物体成为地球的卫星，物体需要一个最小的发射速度，物体以这个速度发射时，能够刚好贴着地面绕地球飞行二、宇宙速度对于靠近地面的卫星，可以认为此时的r近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：s/km9.7s/m624111037.61089.51067.61RGMv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。1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．由于卫星在地球附近运行时，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力mg提供，卫星运行半径近似看作地球半径，根据牛顿第二定律得:7.9km/sm/s109.78.91037.636gRv如果卫星的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作匀速圆周运动；如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，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．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．如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/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=11.2km/s3、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并沿着地球绕太阳的公转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了．v3=16.7km/s三、人造卫星的发射速度和运行速度发射速度与运行速度是两个不同的概念．（1）发射速度：指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定的高度，进入运动轨道．要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度．若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行．如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度．根据，人造卫星距地面越高（即轨道半径r越大），运行速度越小．实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度．rGMv/运（2）运行速度：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度．当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度．（3）人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：运发射vvkm/s9.7km/s2.11第一宇宙速度是最小的发射速度最大的运行速度。1、第一宇宙速度：v=7.9km/s(地面附近、匀速圆周运动）V1=7.9km/s地球11.2km/sv7.9km/sV2=11.2km/s2、第二宇宙速度：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。V3=16.7km/s3、第三宇宙速度：如果物体的速度等于或大于16.7km/s，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。这个速度叫第三宇宙速度。当物体速度大于7.9小于11.2时轨道将是围绕地球的椭圆。人造卫星1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪元．我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国家．卫星主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等种类．我国第一颗人造卫星“东方红一号”中兴6号中星6号卫星(ChinaSat-6)是通信广播卫星，采用东方红3号平台，由中国空间技术研究院自行研制生产，于1997年5月12日由长征3号甲运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功并定点于东经125度地球同步轨道。星上拥有24个C频段转发器。波束覆盖中国全境，主服务区覆盖中国大陆及台湾和海南岛，第二服务区覆盖东沙、中沙、西沙等岛屿。中星6号卫星现为邮电干线通信、专用卫星通信、临时电视节目、全国无线寻呼、会议电视、数据广播等提供传输服务。