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力學演示實驗

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  1. 二一教育資源

力學演示實驗

2012-09-21 08:20 素材專區 8.14M [物理視頻]

資源簡介

(共24張PPT)
§6.5 人造地球衛星 宇宙速度
深圳市新安中學嚴太波 2002.3.25
一、人造衛星
牛頓的人造地球衛星設想
A
B
C
D
O
V0
E
牛頓的人造地球衛星設想
設地球和衛星的質量分別為m，m’，衛星到地心的距離為r，試計算衛星運行的速度v。
分析：衛星作圓周運動，萬有引力提供向心力，故可以利用萬有引力定律和向心力公式來求解。
向心力公式
設地球和衛星的質量分別為m，m’，衛星到地心的距離為r，試計算衛星運行的速度v。
討論：
1、衛星距地心越遠，它運行的速度越慢。
2、靠近地面運動的衛星的運行速度是最大的速度。
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度
人造地球衛星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，叫做第一宇宙速度。
如果人造地球衛星進入地面附近的軌道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球運動的軌跡是橢圓。因此第一宇宙速度是人地球衛星進入軌道時的最小速度。
V1=7.9km/s
地球
V2=11.2km/s
V3=16.7km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
理解：7.9km/s是人地球衛星進入軌道時的最小速度。也是衛星的運行速度是最大的速度。
V1=7.9km/s
地球
V2=11.2km/s
V3=16.7km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
2、第二宇宙速度
當物體的速度大于或等于11.2km/s時，衛星就會脫離地球的吸引，不再繞地球運行，而繞太陽運行。這個速度叫第二宇宙速度。
達到第二宇宙速度的還受到太陽的引力，是“人造行星”。
3、第三宇宙速度
如果物體的速度等于或大于16.7km/s，物體就擺脫了太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。我們把這個速度叫第三宇宙速度。
達到第三宇宙速度的物體是 “人造恒星”。
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
三、人造衛星的線速度、角速度、周期、向心加速度與半徑的關系
四、近地衛星和同步衛星
近地衛星：
概念
運行軌道半徑：
地球半徑
周期
84分鐘
四、近地衛星和同步衛星
同步衛星
四、近地衛星和同步衛星
同步衛星
概念
與地球自轉同步，定位于赤道正上方的衛星
運行軌道半徑
距地心6.6R（R—地球的半徑）
周期
與地球自轉周期相同 24h
四、例題
利用所學知識，推導第一宇宙速度的另一表達式
例2、人造衛星由A向B運動的過程中，下面哪些說法是正確的？
A、向心加速度總指向地心
B、向心加速度總與V垂直
C、萬有引力只改變速度方向
D、衛星速度一直減少
A
B
課堂練習：下列說法是否正確？為什么？
1、人造地球衛星由于大氣阻力的作用，軌道半徑逐漸減小，它的線速度將逐漸減小，而周期逐漸增大。
2、因為高軌道衛星的運行速度小，所以高軌道衛星需要的發射速度也較小。

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