300年前牛顿的猜想
牛顿的手稿
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思考讨论1:物体初速度达到多大时就可以成为一颗 人造卫星呢?
“东方红一号”中国第一颗人造地球卫星
齐奥尔科夫斯基 —“宇宙航行之父” 前苏联发射的第一颗人造地球卫星
各种各样的卫星……
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一、理性的思维过程
高山
从高山上用不同的 水平速度抛出物体， 速度一次比一次大， 落地点就一次比一 次远，当速度足够 大时，物体就将永 远不会落到地面上， 它将围绕地球旋转 成为一颗地球运动 的人造地球卫星。
地球
人 造 卫 星 的 发 射 过 程 ：
1、在实验 室组装飞船
飞船 分为轨道实 验仓、返回 仓、动力仓 三部分
2、将飞船装入运载火箭
3、飞船从总装 系统移向发射塔
4、飞船进入 发生勤务塔
5、发射升空
神六的发射 视频
梦想成真，展望未来
1957年10月4日，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。
第三章 万有引力定律
3.4 人造卫星 宇宙速度
知识回顾：
• 1.万有引力定律的表达式？
• 2.行星运动向心力的来源？ • 3.小球从同一高度做平抛运动，随初速度的增大，轨 迹将如何变化？
古人的梦想
外国人的飞天梦
嫦娥奔月
万 户 飞 天
在14世纪中国明代，有一位叫万户的军 中工匠，制造了一把“飞天椅”，并在椅子后 面捆绑了47支“飞龙”火箭，试图乘坐它上天 飞行。万户坐到椅子内，手持两只大风筝， 点燃火箭，“飞龙”火箭把座椅推向半空，随 风筝飞了起来，但很快一声爆炸，“飞天椅” 摔到山坡下，万户以生命为代价的尝试终告 失败。 万户是世界上第一个利用火箭向太空 搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借 助火箭推力升空的创想是世界上第一个，因 此他被世界公认为“真正的航天始祖”，为了 纪念这位世界航天始祖，世界科学家将月球 上的一座环形火山命名为“万户山”。
1969年7月20日，阿波罗11 号将人类送上了月球。
我国的航天成就
1970年4月24日我国 第一颗人造卫星升空
2003年10月15日 神舟五号杨利伟
嫦娥工程
2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦 娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶 段。2007年10月24日18时05分，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完 成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日18时57 分59秒“嫦娥二号”顺利发射，也已圆满并超额完成各项既定任务。 2012年9月19日，月球探测工程首席科学家欧阳自远表示，探月工 程已经完成嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。嫦娥四号是 嫦娥三号的备份星。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和 分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。
截止2016年4月北斗卫星发射完成60%
西昌卫星发射中心
风雪中领命出征
四川科技馆
北极
极地卫星
北极
南极
南极
一、卫星的轨道
卫星的轨道
极地轨道
倾斜 轨道
赤道轨道 同步 轨道 自转轴
卫星的轨道
温馨提示：请做笔记！
卫星轨道特点： 所有卫星的轨道都必须以地心为轨道圆心或焦点。
重力=万有引力=向心力
轨道位置： ①②③ 以下那些轨道是可能的？ ①与赤道共面轨道 ②通过两极点上空轨道 ③与赤道成某一角，地球质量为M， 人造卫星到地心的距离为r。 讨论：随着人造卫星到地心的距离为r的 m 增大，卫星的线速度v、向心加速度a、角 速度w、周期T分别怎么变化？
（1） （2） （3）
r
M
（4）
理想模型—圆形轨道 2 GMm v GM = m ∴ v 2 r越大， r r r GM GMm 有： ∴ a 2 ma r r2 v越小， GMm GM 2 ∴ m r 3 2 r a越小， r GMm 2 2 r3 w越小， m( ) r ∴ T 2 2 GM T r
万户飞天
认识卫星
太阳
恒星
人造卫星
地球
行星
月亮
卫星
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．
人造卫星的发射速度与运行速度
1、发射速度是指被发射物在地面附近离开发射 装置时的速度,并且一旦发射就再也没有补充能 量,被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力 做功上升一定高度,进入运行轨道.因卫星上升过 程中要克服引力和空气阻力(在大气层中时)做功 消耗动能,所以卫星越高,发射速度越大 2、运行速度(环绕速度)是指卫星在进入轨道后 绕地球做匀速圆周运动的线速度,根据 v GM 可 r 知,卫星越高轨道半径越大,卫星运行速度(环绕 速度)就越小,近地卫星可认为v发=v运 ,其它较高 卫星的v发＞v运.
故:
r V 发 V环
温馨提示：请做笔记！
第一宇宙速度v1=7.9km/s是人造卫星的 最小发射速度，近地卫星的最大环绕速度.
如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大 于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的 轨迹是椭圆。
2.第二宇宙速度（脱离速度）
当物体的速度(发射速度)大于或等于 11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再 绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
T越大。
二、 宇宙速度
１.第一宇宙速度（环绕速度）
对于靠近地面的卫星（近地卫星），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
v1
GM R

6.6710 11 5.9810 24 6.3710 6
m/s
7.9km / s
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速 圆周运的最大环绕速度，叫做第一宇宙速度。