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1、物體怎樣才干真正分開地面,圍繞地球旋轉(zhuǎn)?物體怎樣才干真正分開地面,圍繞地球旋轉(zhuǎn)? 最早研討人造衛(wèi)星問題的是牛頓,最早研討人造衛(wèi)星問題的是牛頓,他想象了這樣一個問題,在地面某處平他想象了這樣一個問題,在地面某處平拋一個物體,物體將沿一條拋物線落回拋一個物體,物體將沿一條拋物線落回地面,物體初速度越大,飛行間隔越地面,物體初速度越大,飛行間隔越遠(yuǎn)思索到地球是圓形的,假設(shè)初速度遠(yuǎn)思索到地球是圓形的,假設(shè)初速度很大,拋出的物體總也落不到地面就成很大,拋出的物體總也落不到地面就成了人造地球衛(wèi)星了。了人造地球衛(wèi)星了。 從剛剛的分析我們知道,要想使物體成為地球的衛(wèi)星,物體需求一個最小的發(fā)射速度,物體以這個速
2、度發(fā)射時,可以剛好貼著地面繞地球飛行,此時萬有引力提供了衛(wèi)星運動的向心力,即: smsmrGMV/109 . 7/1040. 61098. 51067. 6362411rvmrMmG221這個速度稱為第一宇宙速度這個速度稱為第一宇宙速度 skmv/9 . 71第一宇宙速度是發(fā)射一個物體,使其成為地球衛(wèi)第一宇宙速度是發(fā)射一個物體,使其成為地球衛(wèi) 星的最小速度。星的最小速度。2假設(shè)以第一宇宙速度發(fā)射一個物體,物體將假設(shè)以第一宇宙速度發(fā)射一個物體,物體將 貼著貼著地地 球外表的軌道上做勻速圓周運動。球外表的軌道上做勻速圓周運動。3假設(shè)發(fā)射速度大于第一宇宙速度,物體將在橢圓假設(shè)發(fā)射速度大于第一宇宙速度
3、,物體將在橢圓軌軌 道上離心運動道上離心運動4假設(shè)物體發(fā)射的速度到達(dá)或超越假設(shè)物體發(fā)射的速度到達(dá)或超越11.2kms時,時,物物 體將可以擺脫地球引力的束縛,成為繞太陽運動體將可以擺脫地球引力的束縛,成為繞太陽運動 的行星或飛到其他行星上。的行星或飛到其他行星上。 11.2kms稱為第二宇宙速度。稱為第二宇宙速度。5假設(shè)物體的發(fā)射速度再大,到達(dá)或超越假設(shè)物體的發(fā)射速度再大,到達(dá)或超越16.7kms 時,物體將會擺脫太陽引力束縛,飛到太陽系外時,物體將會擺脫太陽引力束縛,飛到太陽系外 16.7kms稱為第三宇宙速度。稱為第三宇宙速度。 衛(wèi)星是用什么發(fā)射升空的?衛(wèi)星是用什么發(fā)射升空的? 衛(wèi)星脫離助
4、推火箭后,獲得了一定的速度衛(wèi)星脫離助推火箭后,獲得了一定的速度v,設(shè),設(shè)衛(wèi)星繞地球做圓周運動,其運轉(zhuǎn)半徑為衛(wèi)星繞地球做圓周運動,其運轉(zhuǎn)半徑為r,根據(jù)萬有,根據(jù)萬有引力等于向心力可得:引力等于向心力可得:rvmrMmG22rGMv 1r)2(22TmrMmGGMrT3242marMmG22rMGa 3闡明:闡明: 1從公式從公式1、2、3式中可以看出式中可以看出, 地球衛(wèi)星的運動情況速度、周期、加速度是由地球衛(wèi)星的運動情況速度、周期、加速度是由r獨一決議的。獨一決議的。2軌道半徑越大,衛(wèi)星運轉(zhuǎn)速度越小,周期越大,軌道半徑越大,衛(wèi)星運轉(zhuǎn)速度越小,周期越大,加速度越加速度越 小;小; 軌道半徑越小,運轉(zhuǎn)速度越大,周期軌道半徑越小,運轉(zhuǎn)速度越大,周期越小,加速度越大越小,加速度越大闡明闡明1同步衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的軌道均在赤道平面內(nèi)的同一軌道上,同步衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的軌道均在赤道平面內(nèi)的同一軌道上, 相對地面靜止,且是正圓周運動相對地面靜止,且是正圓周運動2周期和地球自轉(zhuǎn)周期一樣,約周期和地球自轉(zhuǎn)周期一樣,約24小時;小時; 3間隔地面的高度一定;間隔地面的高度一定; 4環(huán)繞速度
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