6.5宇宙航行為什么人造衛星能像月亮那樣圍繞地球旋轉？人造衛星在什么條件下能掙脫地球/太陽的束縛？一、牛頓的設想

牛頓就曾設想,從高山上用不同的水平速度拋出物體,速度一次比一次大,則落點一次比一次遠,如不計空氣的阻力,當速度足夠大時,物體就永遠不會落到地面上來,而圍繞地球旋轉,成為一顆人造地球衛星了。1、牛頓對人造衛星原理的描繪:2、人造衛星繞地球運行的動力學原因。人造衛星在繞地球運行時，只受到地球對它的萬有引力作用，人造衛星作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供。

3、人造衛星的運行速度。設地球質量為M，衛星質量為m，軌道半徑為r，由于萬有引力提供向心力，則二、宇宙速度1、第一宇宙速度地球半徑R=6400km，地球質量M=5.98×1024kg衛星在地面附近環繞地球作勻速圓周運動所必須具有的速度——第一宇宙速度。最小的發射速度，最大的環繞速度。（半徑最小）要發射一顆半徑大于地球半徑的人造衛星，發射速度必須大于7.9km/s。但所有衛星的環繞速度（在軌道上的速度）都必須小于7.9Km/s。所以第一宇宙速度是：計算二、宇宙速度1、第一宇宙速度計算

人造衛星在地球表面做圓周運動的周期T.=84.8min最小周期問題：能否發射一顆周期為８０分鐘的人造衛星？二、宇宙速度2、第二宇宙速度

大小：v=11.2km/s意義：以這個速度發射，物體剛好能克服地球的引力作用，永遠的離開地球而繞太陽運動。也叫脫離速度。注意：發射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛星繞地球運動的軌跡不是圓，而是橢圓；等于或大于11.2km/s時，衛星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行。二、宇宙速度3、第三宇宙速度

大小：v=16.7km/s意義：以這個速度發射，物體剛好能擺脫太陽引力的束縛而飛到太陽系以外，也叫逃逸速度。注意：發射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，衛星繞太陽作橢圓運動，成為一顆人造行星。如果發射速度大于等于16.7km/s，衛星將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的空間。一、牛頓的設想

1、牛頓對人造衛星原理的描繪各種各樣的衛星……返回三、夢想成真

同步衛星中國航天同步衛星有以下幾個特點：1、同步衛星的運行方向與地球自轉方向一致。2、同步衛星的運轉周期與地球自轉周期相同。T=24h3、同步衛星的運行角速度等于地球自轉的角速度。(ω=ω0)4、同步衛星的軌道平面均在赤道平面上，即所有的同步衛星都在赤道的正上方。

三、夢想成真

1957年10月，原蘇聯發射第一顆人造地球衛星衛星重83.6kg，每96min繞地球飛行一圈請同學們根據所學知識計算這顆衛星的軌道半徑是多少？衛星距地面的高度是多少？衛星的線速度是多少？世界航天三、夢想成真

幾年之后，1961年4月12日蘇聯空軍少校加加林進入了東方一號載人飛船。實現了人類第一次進入太空。他的非凡勇氣，鼓舞了更多人為航天事業奮斗。

火箭點火起飛，飛船繞地球飛行一圈，歷時108分，然后重返大氣層，安全降落在地面，鑄就了人類進入太空的豐碑。世界航天三、夢想成真

1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球。當時，上億人通過電視注視著走出登月艙的阿姆斯特朗，他在月球上邁出了一小步，確是人類邁出的一大步。世界航天三、夢想成真

航天飛機資料：可重復使用的用運載火箭發射的飛行器，用于進入地球軌道，在地球與軌道航天器之間運送人員和物資，并滑翔降落于地面。

1984年4月12日，第一架航天飛機哥倫比亞號發射成功。世界航天2003年2月1日，哥倫比亞號航天飛機在重返地面的過程中突然發生解體燃燒，航天飛機上的七名宇航員，包括六名美國人及一名以色列人全部遇難。三、夢想成真

無數探索者用自己的汗水和生命鋪設了人類通往宇宙的道路。世界航天

飛船繞地球飛行14圈后，于10月16日6時23分安全降落在內蒙古主著陸場．這次成功發射實現了中華民族千年的飛天夢想，標志著中國成為世界上第三個能夠獨立開展載人航天活動的國家，為進一步的空間科學研究奠定了堅實的基礎．

三、夢想成真

中國航天

1992年，中國載人航天工程正式啟動．

2003年10月15日9時，我國“神舟”五號宇宙飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，把中國第一位航天員楊利偉送人太空．“哈勃”太空望遠鏡哈勃望遠鏡長13.3米，直徑4.3米，重11.6噸，造價近30億美元，于1990年4月25日由美國航天飛機送上高590千米的太空軌道。

哈勃望遠鏡是有史以來最大、最精確的天文望遠鏡。它上面的廣角行星相機可拍攝到幾十到上百個恒星照片，其清晰度是地面天文望遠鏡的10倍以上，其觀測能力等于從華盛頓看到1.6萬千米外悉尼的一只螢火蟲。三、夢想成真

世界航天

1975年，返回式遙感衛星，中國第一顆返回式衛星，用于對地觀測，運行三天后按計劃返回地面；中國是第三個掌握衛星回收技術的國家。

1970年，“東方紅”1號，中國第一顆人造衛星。中國是第五個能自行發射衛星的國家。三、夢想成真

中國航天風云一號風云二號中國首顆氣象衛星；中國是第三個獨立研制并發射太陽同步軌道衛星的國家。三、夢想成真

中國航天1984年，試驗通信衛星：“東方紅”2號，標志著中國是世界上第5個能發射地球靜止軌道衛星的國家。通信衛星三、夢想成真

中國航天三、夢想成真

中國航天地球同步衛星：相對于地面靜止且與地球自轉具有相同周期的衛星叫地球同步衛星，又叫通訊衛星。三、夢想成真

同步衛星中國航天同步衛星有以下幾個特點：5、同步衛星高度固定不變（Ｒ＋ｈ）

解得高度：ｈ＝

km

-線速度：角速度：三、夢想成真

中國航天同步衛星有以下幾個特點：三顆同步衛星作為通訊衛星，則可覆蓋全球。（兩級有部分盲區）

伴隨著“神舟’五號的發射成功，中國已正式啟動“嫦娥工程”，開始了宇宙探索的新征程．三、夢想成真

中國航天三、夢想成真

中國航天嫦娥工程三、夢想成真

中國航天世界航天

盡管人類已經跨入太空，登上月球，但是，相對于宇宙之宏大，地球和月亮不過是茫茫宇宙中的兩粒塵埃；相對于宇宙之久長，人類歷史不過是宇宙年輪上一道小小的刻痕……

宇宙留給人們的思考和疑問深邃而廣闊。宇宙有沒有邊界？有沒有起始和終結？地外文明在哪里？……

愛因斯坦曾經說過：“一個人最完美和最強烈的情感來自面對不解之謎”。你想加入破解它的行列嗎？1、宇宙速度

第一宇宙速度7.9km/s，第二宇宙速度11.2km/s，第三宇宙速度16.7km/s。第一宇宙速度是衛星發射的最小速度，是在軌道上運行的最大速度.2、人造地球衛星

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、同步衛星

定點在赤道上空，周期T、高度h、線速度v一定。T=24h，h=36000km，v=3.1km/s3

、夢想成真（1）世界的成就（2）中國的成就小結：

本節課我們學習了：鞏固練習：對于繞地球運動的人造衛星：（1）離地面越高，向心力越（2）離地面越高，線速度越（3）離地面越高，周期越（4）離地面越高，角速度越（5）離地面越高，向心加速度越小大小小小7．5宇宙航行問題與練習參考解答：1．解：“神”5號繞地球運動的向心力由其受到的地球萬有引力提供。得其中周期T=[24×60－（2×60＋37）]/14min=91.64min，則：

=6.7×106m

其距地面的高度為h=r-R=6.7×106－6.4×106=3×105=300km

已知:“神”5號繞地球運行時其距地面的高度為343km。根據牛頓第二定律有：

在地面附近有：

又r=R+h得：=

==5436s=90.6min2．解：繞地球表面勻速圓周運動的人造衛星需要的向心力，由地球對衛星的萬有引力提供，即：得：

在地面附近有：

得：聯立得：

3．解：（1）設金星質量為M1、半徑為R1、金星表面自由落體加速度為g1，在金星表面：設地球質量為M2