4.宇宙航行一、第一宇宙速度【思考】如图,把物体水平抛出,如果速度足够大,物体就不再落到地面,它将绕地球运动,成为地球的人造卫星,是什么力使物体绕地球运动?提示:地球与物体之间的万有引力。(1)物体绕地球速度推导:物体绕地球的运动可视作匀速圆周运动,万有引力提供物体运动所需的向心力,有=m,由此解出:v=_______(m地为地球质量,r为物体做圆周运动的半径)。(2)数值:已知地球的质量,近似用地球半径R代替r,算出v==_________,这就是物体在地球附近做匀速圆周运动的速度,叫作第一宇宙速度。2mmGr地2vrGmr地Gmr地7.9km/s二、第二宇宙速度当飞行器的速度等于或大于__________时,它就会克服地球的引力,永远离开地球,我们把__________叫作第二宇宙速度。11.2km/s11.2km/s三、第三宇宙速度在地面附近发射飞行器,如果要使其挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系外,必须使它的速度等于或大于__________,这个速度叫作第三宇宙速度。16.7km/s一第一宇宙速度的定性分析和定量计算任务1第一宇宙速度的定性分析1.第一宇宙速度:第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动必须具备的速度,即近地卫星的环绕速度。2.决定因素:由第一宇宙速度的计算式v=可以看出,第一宇宙速度的值由中心天体决定,第一宇宙速度的大小取决于中心天体的质量M和半径R,与卫星无关。3.“最小发射速度”:如果发射速度低于第一宇宙速度,因为受到地球引力作用,发射出去的卫星就会再回到地球上,所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。GMR4.“最大环绕速度”:在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中,近地卫星的轨道半径最小,由可得轨道半径越小,线速度越大,所以在这些卫星中,近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕速度。22MmvGmrrGMvr，【思考·讨论】在100～200km高度飞行的地球卫星,能说在地面附近飞行吗?为什么?(科学思维)提示:可以。因为100～200km与地球半径6400km相比,可以忽略。【典例示范1】(多选)关于第一宇宙速度,以下叙述正确的是()A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B.它是近地圆轨道上人造卫星运行的速度C.它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D.它是人造卫星发射时的最大速度【解析】选B、C。第一宇宙速度是指卫星围绕天体表面做匀速圆周运动的线速度,满足关系即v=,且由该式知,它是最大环绕速度;卫星发射得越高,需要的发射速度越大,故第一宇宙速度等于最小发射速度,选项B、C正确。2MmGR2vmR，GMR任务2第一宇宙速度的定量计算方法1.根据星球表面的重力加速...
