第六章 万有引力与航天 5.宇宙航行

知识点1　宇宙速度

　　(1)牛顿在思考万有引力定律时就曾想过,从高山上水平抛出物体,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。

　　(2)第一宇宙速度是在地面附近绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度,其大小为7.9 km/s。如果人造卫星进入地面附近轨道的速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s,它绕地球运动的轨迹不是圆,而是椭圆。当速度等于或大于11.2 km/s时,就会脱离地球的引力,不再绕地球运行。要想使人造卫星挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间,必须使它的速度等于或大于16.7 km/s。

知识点2　人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系

　　(1)由F=G=ma得:a= G。即随着轨道半径的增加,做匀速圆周运动的卫星的向心力和向心加速度都减小。

　　(2)由G=m得:v=。即随着轨道半径的增加,做匀速圆周运动的卫星的线速度减小。

　　(3)由G=mω2r得:ω=;。即随着轨道半径的增加,做匀速圆周运动的卫星的角速度减小。

　　(4)由G=mr得:T=2π。即随着轨道半径的增加,做匀速圆周运动的卫星的周期增大。

　　所以说当行星或卫星的轨道半径发生变化时,对应的加速度、线速度、角速度、周期都要发生改变。

知识点3　关于地球同步卫星

　　要发射同步卫星必须同时满足三个条件:

　　①卫星运行周期和地球自转周期相同;

　　②卫星的运行轨道在地球的赤道平面内;

③卫星距地面的高度是确定值。