南京师范大学物科院杨绍兰第5节宇宙航行南京师范大学物科院杨绍兰南京师范大学物科院杨绍兰中国人的飞天梦外国人的“飞天”梦南京师范大学物科院杨绍兰飞天之梦的历史南京师范大学物科院杨绍兰问题:一、牛顿关于卫星的设想地面上抛出的物体,由于受到地球引力的作用,最终都要落回到地面。1.月球也要受到地球引力的作用,为什么月亮不会落到地面上来?问题情境由于月球在绕地球沿近似圆周的轨道运转,此时月球受到的地球引力(即重力),用来充当绕地球运转的向心力,故月球不会落到地面上来.南京师范大学物科院杨绍兰一、牛顿关于卫星的设想物体做平抛运动时,水平速度越大，飞行的水平距离越远。2.若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。由于地球是一个圆球,当平抛的水平初速度足够大时,物体飞行的距离也很大,故物体不能再落回地面,而成为一颗绕地球运转的卫星.ABCOV0D问题:问题情境南京师范大学物科院杨绍兰从高山上水平抛出物体，速度越大，落地点离山脚越远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗永远绕地球运动的人造卫星。牛顿人造卫星原理图一、牛顿关于卫星的设想南京师范大学物科院杨绍兰思考？1.以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的卫星?推导方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力RGMvRvmRGMm,22,22RvmmgRGMm,2GMgRg=9.8m/s2，R=6400km，代入数据得：skmv/9.7推导方法二：地表附近，重力近似等于万有引力gRv人们把7.9km/s这个速度称作第一宇宙速度,又叫环绕速度。如果发射速度如小于第一宇宙速度,卫星将落到地面;如果发射速度等于第一宇宙速度，卫星刚好能贴着地球表面作匀速圆周运动。所以，第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度。二、宇宙速度南京师范大学物科院杨绍兰问题:若卫星的发射速度大于7.9km/s，会怎样呢？第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度.（脱离速度）第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度.(逃逸速度)11.2km/s>V>7.9km/sV=16.7km/sV=11.2km/sV=7.9km/s绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度.（环绕速度）二、宇宙速度南京师范大学物科院杨绍兰1、当发射速度为7.9km/s,物体恰好环绕地球表面做圆周运动；2、当发射速度大于7.9km/s时：①7.9km/s
