mgGMRm2 mvR2
v GM 或 v gR
R
2、第二宇宙速度（脱离速度）：v =11.2千米/秒
（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）
3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v =16.7千米/秒
（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）
31
“旅行者”1号探测器 1988年飞出太阳系 如果物体的发射速度等于或大于16.7km/s时，
16
▽..\我国的宇航事业.wmv
3 展望未来
美国“凤凰”号火星探测器 2007年8月4日发射， 2008年5月25日在火星着陆。
“卡西尼”号土星探测器 1997年10月15日发射升空， 2004年1日飞抵土星。
“先驱者”10号太空探测器 1972年3月2日发射升空， 1986年6月飞出太阳系 17
Байду номын сангаас
B. R g
C. GM R3
v2 mg m v gR
R
GMm R2
m
v2 R
v
GM R
D. GM R
适用于计算任一天体的第一宇宙速度
25
1、第一宇宙速度
例：发射一颗绕地球做圆周运动的人造卫 星,如果它的轨道半径是地球半径的4倍,它 的轨道速度是第一宇宙速度的多少倍？
解:万有引力提供卫星做圆周运动的向心力根 据牛顿第二定律有
光子火箭
超光速飞船“千年隼”号 《星球大战》
18
• •
• 1986年美国挑战者号航天飞机爆炸
19
一、宇宙速度
牛顿的设想 牛顿对人造卫星原理的描绘
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
11
12
△..\录像.MPG
二 梦想成真
2 中国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升
空
2007年10月24日嫦娥 一号月球探测器发射 成功
13
◇b.avi
14
2003年10月15日 神舟五号 杨利伟
2005年10月12日 神舟六号 费俊龙聂海胜
2008年9月25日 神舟七号 翟志刚刘伯明 景海鹏 15
km/s
解:
G
Mm r2
m
v2 r
整理得
v
GM r
vB vA
M BrA 2 M ArB 9
2 vB 9vA 2km/s
27
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度
人造卫星在地面附近做圆周运动的周期
Mm 4π2
G
mR
R2
T2
Mm mg G R2
T 2π R g
=84.6min
或：T =2πR=84. 6min
Mm v2 G m
整理得 v
GM
r2
r
r
设第一宇宙速度为 v 1 ,卫星的轨道速度为 v 2
v 2 r1 1
v1
r2 2
v2
1 2
v1
26
1、第一宇宙速度
练习
1、A星球的第一宇宙速度为9km/s。已知B星
球的质量是A星球质量的1/81，A星球半径是
B星球半径的4倍，则在B星球上发射“近地
卫星”的环绕速度约为
现了人类登上月球的理想…… 2003年10月15日，
中国宇航员杨利伟乘坐“神舟五号”飞船绕行地
球14圈……
人类进入了航天时代……03.wmv
10
1957年10月，苏联发射 第一颗人造地球卫星。
1961年4月12日苏联空军少校 加加林乘坐东方一号载人飞 船进入太空，实现了人类进 入太空的梦想。
1969年7月20日，阿波罗 11号将人类送上了月球。
最小周期 28
29
一、宇宙速度
运行速度： 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度 发射速度： 指被发射物体离开地面时的水平初速度
V 发射
V 运行
v =7900m/s 是地球卫星的最小发射速度30 !
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度（环绕速度）：v =7.9千米/秒
（地球卫星最大的绕行速度，地球卫星的最小发射速度）
r
v GM r
v
GM R
6.67
×10-11 6.37
××150. 96 8×1024m/s
=7900m/s =7.9km/s
v =7900m/s 是地球卫星的最大运行速度23 !
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度
建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动
基本思路2：重力提供向心力
Mm v2
mgG R2
m R
第六章 万有引力与航天
1
1、万有引力等于重力
两
mg
G
Mm R2
M gR2 G
条 基
黄 金 代 换 ： G M ＝ gR 2
本 2、万有引力提供向心力
思 路
G M r2 m m a 向 m v r2m r2m r(2 T )2
4 2 r 3
M
GT 2
2
古人的梦想
嫦 娥 奔 月
3
敦煌壁画——飞天
9
梦想成真
在科学技术欠发达的古代，“嫦娥奔月”只能
是美丽的传说。 1957年10月4日，前苏联成功地发
射了第一颗人造地球卫星，从而开创了人类的航
天新纪元。 1961年4月12日，前苏联成功地发射了
第一艘“东方号”载人飞船，揭开了人类进入太
空的序幕。 1969年7月20日，美国“阿波罗”11号
飞船的登陆舱降落在月球附近的静海区，首次实
物体就能摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外
的宇宙空间去。
16.7km/s称为第三宇宙速度。
32
练习
2、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运
动，其速率
（ B）
A、一定等于7.9km/s B、等于或小于7.9km/s C、一定大于7.9km/s D、介于7.9 km/s~11.2km/s之间
颗人造地球卫星了.
牛顿设想的人造卫星原理
图
20
21
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的 线速度，叫第一宇宙速度，也叫环绕速度。
v =7900m/s
22
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度
建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动
基本思路1：万有引力提供向心力
G Mm m v2
r2
vg R ＝ 9 .8 6 .3 7 1 0 6 m /s 7 .9 k m /s
24
一、宇宙速度
1、第一宇宙速度
Mm
v2
mgG R2
m R
GM 或 v
v
gR
R
1. 地球半径为R，质量为M，地面附近的重力加 速度为g，万有引力常量为G，则靠近地面运转的 人造地球卫星环绕速度为（ AD ）
A . Rg
4
万户飞天万户飞天.mpg 14世纪
世界上第一个想利用火箭飞行的人
5
儒勒·凡尔纳 （1828-1905） 法国科幻小说家
6
7
外国人的 “飞天”梦
8
齐奥尔科夫斯基
于1903年发表了《利 用喷气工具研究宇宙 空间》一文和以他的 名字命名的公式，奠 定了火箭和液体发动 机的理论。首次指出 利用喷气推进的多级 火箭是实现太空飞行 的工具。