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天体运动的运动和受力特点?
如行星绕太阳做圆周运动，太阳对行星的万有引力提供向心力。
F引 = Fn

天体运动的动力学方程? (r-V-ω -T的关系)
地球
V
Tω
r
R
r
M
m
7.4宇宙航行
情境与思考
思考1：地球上的物体，怎样才能离开地球进行宇宙航行呢？
思考2：那么以多大的速度发射才能成为人造卫星呢？
复习：在楼顶上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？
如果被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何？
如果把拱形桥半径增大，增大到为（地球半径）6400Km，此时汽车以多大速度才能脱离桥面？
分析：当重力刚好提供汽车做圆周运动的向心力时，车对桥面的压力为0，
则:
????=????????=9.8×6400000=7.9????????/????
?
宇宙速度
∴要发射一颗卫星飞离地面则需要最小应为7.9Km/s的速度。（最小的发射速度）
宇宙速度
建立模型
卫星绕地球将做匀速圆周运动，地球对卫星的引力提供向心力
设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的物体质量为m，速度为v，它到地心的距离为r
由：????????????????2=????????2???? 解得：????=????????????
?
若是近地卫星，飞行高度（卫星所在位置距地面的距离）为h=100∽200km，地球的半径R=6400km，可以认为在“地面附近”飞行，则r≈R,可得v=7.9Km/s.
宇宙速度
第一宇宙速度:物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度（v=7.9Km/s）

注意：1.发射速度：指被发射物体离开地面时的速度
2.运行速度：指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度
（2）围绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度
思考3：发射高轨道卫星与发射近地卫星相比，哪个需要的发射速度大？
思考4：卫星在高轨道做圆周运动与低轨道做圆周运动相比，哪个运行速度大？
（1）最小的发射速度
低轨道卫星运行速度大，高轨道卫星运行速度小
低轨道卫星发射速度小，高轨道卫星发射速度大
人造卫星运行的动力学方程
人造地球卫星运行的规律
地球
思考：对于绕地球运动的人造卫星：
（1）离地面越高，向心力越_____.
（2）离地面越高，线速度越_____.
（3）离地面越高，周期越_____.
（4）离地面越高，角速度越____.
小
大
小
小
练一练
第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度.
练一练
发射速度v﹤7.9km/s, 物体会落回地面
发射速度v=7.9km/s , 物体会在地面附近绕地球做匀速圆周运动
发射速度7.9km/s ﹤ v ﹤11.2km/s, 物体绕地球运转，但轨迹是椭圆
发射速度 v≥11.2km/s, 物体脱离地球的束缚，飞到太阳系中去了
发射速度 v≥16.7km/s, 物体脱离太阳的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间
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）
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）
总结三种宇宙速度
第一宇宙速度（环绕速度）：v =7.9千米/秒
（地球卫星的最小发射速度，是卫星绕地球运行的最大速度）。
1.关于第一宇宙速度，下列的说法中正确的是( )
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B.它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度
C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
BC
课后演练
2. 如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（ ）
A .b所需向心力最大
B .b、c周期相等，且大于a周期
C .b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度
D .b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
a
c
b
地球
BD

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