牛頓關(guān)于衛(wèi)星的設(shè)想地面上拋出的物體,由于受到地球引力的作用,最終都要落回到地面。問(wèn)題: 1.月球也要受到地球引力的作用,為什么月亮不會(huì)落到地面上來(lái)?
由于月球在繞地球沿近似圓周的軌道運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)月球受到的地球引力(即重力),用來(lái)充當(dāng)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力,故月球不會(huì)落到地面上來(lái).
牛頓關(guān)于衛(wèi)星的設(shè)想物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),水平速度越大,飛行的水平距離越遠(yuǎn)。
問(wèn)題2: 若拋出物體的水平初速度足夠大,物體將會(huì)怎樣?試大膽猜想。由于地球是一個(gè)圓球,當(dāng)平拋的水平初速度足夠大時(shí)物體飛行的距離也很大,故物體不能再落回地面,而成為一顆繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星.
算一算:物體初速度達(dá)到多大時(shí)就可以成為一顆人造衛(wèi)星呢?
已知:G = 6.67×10-11N·m2/kg2R = 6.37×106m M = 5.89 × 1024 kg
這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的最低發(fā)射速度,叫做第一宇宙速度。
1、第一宇宙速度: (環(huán)繞速度)
2、第二宇宙速度 逃逸速度V2=11.2km/s人造行星 的發(fā)射速度:11.2km/s>v>7.9km/s
V2=11.2km/s
V3=16.7km/s
當(dāng)發(fā)射速度為7.9km/s物體恰好環(huán)繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng):此時(shí)的衛(wèi)星叫做近地衛(wèi)星。近地衛(wèi)星是指軌道在地球表面附近的衛(wèi)星,計(jì)算時(shí)軌道半徑可近似取地球半徑。角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度。
2、當(dāng)發(fā)射速度大于7.9km/s 時(shí):①7.9km/s V3 > V2B
凡是人造衛(wèi)星的問(wèn)題都可從下列關(guān)系去列運(yùn)動(dòng)方程,即
模型三、“雙星” “雙星”是由兩顆繞著共同的中心旋轉(zhuǎn)的星球組成。它們圍繞它們的連線上的某一固定點(diǎn)做同周期的勻速圓周運(yùn)動(dòng),這種結(jié)構(gòu)稱為雙星。
雙星運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):1.兩顆恒星均圍繞共同的旋轉(zhuǎn)中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。。2.兩恒星之間萬(wàn)有引力分別提供了兩恒星的向心力,即兩顆恒星受到的向心力大小相等。3.兩顆恒星與旋轉(zhuǎn)中心時(shí)刻三點(diǎn)共線,即兩顆恒星角速度相同,周期相同。
例:兩顆靠得很近的天體稱為雙星,它們以兩者連線上某點(diǎn)為圓心作勻速圓周運(yùn)動(dòng),這樣就不至于由于萬(wàn)有力而吸引在一起,設(shè)兩雙星質(zhì)量分別為m和M。
兩星間距為L(zhǎng),在相互萬(wàn)有引力的作用下,繞它們連線上某點(diǎn)0轉(zhuǎn)動(dòng),不考慮其它星體的影響,則OM間距為多少? 它們運(yùn)動(dòng)的周期為多少?
例,兩顆靠得很近的天體稱為雙星,它們都繞兩者連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),因而不至于由于萬(wàn)有引力而吸引到一起,以下說(shuō)法中正確的是 ( )A、它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比與其質(zhì)量成反比B、它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比與其質(zhì)量成反比。C、它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與其質(zhì)量成正比D、它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與其質(zhì)量成反比

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4 宇宙航行

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