65宇宙航行48.pptx
6.5 宇宙航行,计算中心天体的两条基本思路,小结：,1.重力等于万有引力,2.万有引力提供向心力,6.5 宇宙航行,300多年前，牛顿提出设想：从高山上水平抛出的物体速度一次比一次大时，落地点就一次比一次远。如果物体速度足够大，物体就永远不会再落回地面它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。,那么这个速度需要多大呢？,各种各样的卫星,人造卫星绕地球匀速圆周运动的原因,人造卫星受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。,人造卫星的运行规律设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的绕行速度v、角速度、周期T、向心加速度a与轨道半径 r 的关系,(a、V、T),人造地球卫星,人造卫星运动的线速度、角速度、向心加速度和周期：,(3)由 得：,(4)由 得：,可见：卫星运动情况(a、V、T)是由 r 惟 一决定,(2)由 得：,记忆口诀：“一定而四定”,练习：对于绕地球运动的人造卫星（1）离地面越高，线速度越（2）离地面越高，周期越（3）离地面越高，角速度越（4）离地面越高，向心加速度越（5）离地面越高，向心力越,小,长,小,小,小,1,2,3,4,v1v2=v3v4,T1T2=T3T4,12=34,人造地球卫星的运动规律,近地卫星,近地卫星是指卫星的轨道半径近似等于地球半径。,近地卫星的速度是多少呢？,这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫做第一宇宙速度。也是稳定时最大环绕速度,地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力为零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少,此时:,第一宇宙速度,由此可见：v=7.9km/s，这就是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的最小发射速度，称为：第一宇宙速度,地面附近发射飞行器，如果它的速度大于7.9km/s会怎样呢？,二、宇宙速度,二、宇宙速度,1、第一宇宙速度：(环绕速度）,V1=7.9km/s,地球,11.2km/sv7.9km/s,2、第二宇宙速度：(脱离速度),V2=11.2km/s,V3=16.7km/s,3、第三宇宙速度：（逃逸速度）,人造行星,人造恒星,人造卫星,【答案】C,【答案】B,赤道轨道,极地轨道,倾斜轨道,思考:同步卫星的轨道属于哪一种？,地球同步卫星,1、定义所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。,则：r v a“全部固定”,T固定,三、同步卫星,1、同步卫星：相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自西向东同步地做匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面重合，T24h.2、同步卫星的高度h（距地表的距离）由F引=Fn有：,解得:h=5.5R,要实现信号覆盖全球，不仅需要同步卫星，还需要倾斜轨道卫星。,为了卫星之间不互相干扰，大约3左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。空间位置是一种极其有限的资源。,思考：全球有哪些卫星导航定位系统？为什么我国要自主研发北斗卫星导航系统？,科技强国，梦想成真,【答案】BC,美国全球卫星导航定位系统GPS俄罗斯格罗纳斯系统 欧洲伽利略系统中国的北斗卫星系统,1、维护国家安全的需要；现代战争拼的是高科技，高科技的武器都离不开卫星导航系统的制导。,要实现主权的独立，就不能依赖别国的导航系统。,2012年12月27日，“北斗”卫星导航系统开始向亚太大部分地区正式提供连续天源定位、导航、授时等服务。如果北斗卫星全面建成，我国将成为少数拥有自主卫星导航服务的国家之一，国家综合实力会有进一步的增强。,“北斗”，既是中国的，也是世界的。“北斗”卫星导航系统预计到2020年完全建成，它将为全球用户提供稳定、可靠、优质的导航服务，并与世界其他导航系统携手，共同促进人类文明和社会发展。,为我国能拥有独立的卫星导航通讯技术、载人航天技术、月球探测技术而骄傲，这是我们国家富强与文明的标志，也是我们实现中国梦的地方。“北斗”之路还在继续，还有很多技术需要突破，全球织网之路还未完成，需要更多的人投身到这一事业当中，为建设更强大的中国而努力！,作业,选历史的同学：完成全优课堂p96第4、8、9题选物理的同学：完成全优课堂p95第9题，p96第4、8、9、13题预习课本p44-476.5宇宙航行,提交作业只需拍下不理解的题,作业,选历史的同学：完成全优课堂p38例2、优化训练2、3，p40第1、3题选物理的同学：完成全优课堂p38例2、优化训练2、3，p40即时训练预习要点4，卫星变轨问题,提交作业只需拍下不理解的题,思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其 在高轨道上运行，应采取什么措施？,三、变轨,V,F引,F引F向,F引F向,卫星变轨原理,M,m,A点速度内小外大（在A点看轨迹）,在A点万有引力相同,A,思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在高轨道上运行，应采取什么措施？,在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。,卫星变轨原理,1、卫星在二轨道相切点,万有引力相同,速度内小外大（切点看轨迹）,2、卫星在椭圆轨道运行,近地点-速度大，动能大,远地点-速度小，动能小,1,2,R,卫星在圆轨道运行速度V1,V2,900,减小,卫星变轨原理,L,卫星变轨原理,使卫星进入更高轨道做圆周运动,1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（）A、在轨道3上的速率大 于1上的速率B、在轨道3上的角速度 小于1上的角速度C、在轨道2上经过Q点时 的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上 经过P点时的加速度,BD,
