第五节、人造地球卫星
宇宙速度
重点第一宇宙速度的推导教学方法启发、讲授教学过程一组织教学二引入新课1970年4月24日我国发射了第一颗人造地球卫星到现在我国已发射了多颗人造地球卫星1975年我国就掌握了使卫星返回地面的回收技术成为世界上第三个掌握这种先进技术的国家1984年4月8日我国发射了一颗试验通讯卫星把卫星准确地运送到指定位置的同步轨道上这是一个难度非常大的多维控制问题同步卫星的定点成功标志着我国在运载火箭和卫星技术方面已加入世界先进行列近几年我国一直利用火箭为其它国家发射卫星这节课我们来学习人造地球卫星的基本知识三讲授新课一、人造地球卫星1牛顿的人造卫星设想如果地面上空有一个相对于地面静止的物体它只受到重力的作用那么它将做自由落体运动如果物体在空中具有一定的初速度且初速的方向与重力方向垂直那么它将做平抛运动牛顿就曾设想从高山上用不同的水平速度抛出物体速度一次比一次大则落点一次比一次远如不计空气的阻力当速度足够大时物体就永远不会落到地面上来而围绕地球旋转成为一颗人造地球卫星了2人造卫星的分类a、轨道分类：同步卫星、极地卫星、任一轨道卫星b、用途分类：通讯卫星、军事卫星、气象卫星等等。3、同步卫星1轨道一定在赤道上空2必须有一定的高度、周期、线速度、角速度。（为什么？）二、宇宙速度⑴第一宇宙速度提问当物体一速度达到多大时物体在重力作用下不会落到地面上来而围绕地球作圆周运动成为人造地球卫星呢答由于人造地球卫星在空中运行时仅受到地球对它的万有引力作用这时
f它就是卫星做匀速圆周运动所需要的向心力即22GMmrmVr12∴V（GMr）从上式可见r越大即卫星离地面越高它环绕地球运动的速度V越小对于靠近地面运行的卫星可以认为r近似等于地球的半径R地地球对物体的引力近似等于卫星的重力mg则有12V（gR）地将g00098kms和R地6400km代入上式有V79kms这就是人造地球卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度叫第一宇宙速度也叫环绕速度说明：1）是最小的发射速度，最大的环绕速度2）所有轨道的圆心都在地心上⑵第二宇宙速度如果人造地球卫星进入轨道的水平速度大于79kms而小于112kms它绕地球运行的轨迹就不是圆而是椭圆了当卫星的速度等于或大于112kms的速度时卫星就可以挣脱地球的引力的束缚成为绕太阳运动的人造行星或飞到其它行星上去所以11r