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《4、飞出地球去》精品PPT课件优质课下载
一 牛顿的设想
设想在高山上有一门大炮，水平发射炮弹，初速度越大，水平射程就越大，可以想象当初速度足够大时，这颗炮弹将不会落到地面，将和月球一样成为地球的一颗卫星。
人造卫星在绕地球运行时，只受到地球对它的万有引力作用，人造卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供。
设地球的质量为M，卫星的质量为m，r是轨道半径，由于万有引力提供向心力，则
可见，高轨道上运行的卫星线速度小。
二 宇宙速度
高轨道上运行的卫星速度小，是否发射也容易呢？
这就需要看卫星的发射速度，而不是运行速度。
那么发射速度应该达到多少才能使卫星绕地球做圆周运动而不会落回地面呢？
牛顿实验中，炮弹至少要以多大的速度发射，才能在地面附近绕地球做匀速圆周运动？
分析：在地面附近绕地球运行，轨道半径即为地球半径。由万有引力提供向心力
得：
第一宇宙速度
这就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。
结论：如果发射速度小于7.9km/s，炮弹将落到地面，而不能成为一颗卫星；发射速度等于7.9km/s，它将在地面附近作匀速圆周运动；要发射一颗轨道半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s。可见，向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难。
第一宇宙速度的意义：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，所以也称为环绕速度。
案例分析
一颗卫星在离地面高度等于地球半径的轨道上运转，计算其环绕速度和周期。
解答：万有引力提供向心力
练习
已知地球半径为R，自转角速度为 ，地球表面的重力加速度为g，求在赤道上空一颗相对地球静止的同步卫星离开地面的高度？
解：设高度h，卫星质量m，地球质量M，地面上物体 质量
根据万有引力提供向心力
地面上物体不考虑地球自转