2018-2019学年高中物理教科版必修二 第三章 4 人造卫星 宇宙速度
2018-2019学年高中物理教科版必修二 第三章 4 人造卫星 宇宙速度第2页

2.把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小?

答案 越大.向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难,因为发射卫星要克服地球对它的引力.

1.第一宇宙速度

(1)定义:第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动的绕行速度.

(2)推导:对于近地人造卫星,轨道半径r近似等于地球半径R=6 400 km,卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力,取g=9.8 m/s2,则

(3)推广

由第一宇宙速度的两种表达式看出,第一宇宙速度的值由中心天体决定,可以说任何一颗行星都有自己的第一宇宙速度,都可以用v=或v=表示,式中G为引力常量,M为中心天体的质量,g为中心天体表面的重力加速度,R为中心天体的半径.

2.第二宇宙速度

在地面附近发射飞行器,使之能够脱离地球的引力作用,永远离开地球所必需的最小发射速度,称为第二宇宙速度,其大小为11.2 km/s.

7.9 km/s

3.第三宇宙速度

在地面附近发射飞行器,使之能够脱离太阳的引力束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间的最小发射速度,称为第三宇宙速度,其大小为16.7 km/s.

例1 我国发射了一颗绕月运行的探月卫星"嫦娥一号".设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面.已知月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s,则该探月卫星绕月运行的最大速率约为(  )

A.0.4 km/s B.1.8 km/s

C.11 km/s D.36 km/s

答案 B

解析 卫星所需的向心力由万有引力提供,

G=m,得v=,