宇宙速度与航天 课件.pptxVIP

神舟十八号飞船飞向太空绕地球运动所需速度为多少？

宇宙速度与航天

1宇宙速度牛顿“平抛石头”实验把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星

1宇宙速度以多大的速度将物体抛出，它才会成为绕地球表面运动的卫星?（1）环绕法：万有引力提供物体作圆周运动的向心力（2）代换法：地球表面附近，重力近似等于万有引力

1宇宙速度1、第一宇宙速度：把航天器在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度v=7.9km/s，称为第一宇宙速度（环绕速度）牛顿设想，发射速度达到一定值时，才不落回地面最小的发射速度?绕地做圆周运动时的最大环绕速度

1宇宙速度2、第二宇宙速度：v=11.2km/s时，卫星就会脱离地球的束缚，进入太阳系绕太阳转（逃逸速度）是卫星挣脱地球引力的最小发射速度7.9km/sv11.2km/s椭圆轨道运动v=11.2km/s第二宇宙速度第一宇宙速度v=7.9km/s

1宇宙速度3、第三宇宙速度：v=16.7km/s时，卫星既脱离地球束缚，还摆脱了太阳的引力，飞出太阳系v=16.7km/sv=11.2km/s7.9km/sv11.2km/sv=7.9km/s第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度

1、（多选）如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同的速度v水平抛出，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，则下列说法正确的是()A、以v7.9km/s的速度抛出的物体可能落在A点B、以v7.9km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动C、以7.9km/sv11.2km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动D、以11.2km/sv16.7km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动【答案】AC

2人造地球卫星(1)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步轨道)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以和赤道平面成任意角度，如图所示(2)因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球做圆周运动的向心力，所以地心必定是卫星圆轨道的圆心?

2人造地球卫星同步卫星(静止轨道卫星）：与地球相对静止的卫星（1）轨道平面与赤道平面重合，位于赤道上空的一定高度上（2）同步卫星的角速度w与地球自转的角速度相同，或周期T与地球自转周期相同（3）同步卫星运动的线速度一定小于第一宇宙速度（4）运行周期与地球自转周期相同，T=24h

2、如图，A、B两颗卫星围绕地球做匀速圆周运动，则()A、A的周期大于B的周期B、A的角速度大于B的角速度C、A的运行速率大于B的运行速率D、A的向心加速度大于B的向心加速度【答案】A

3、如图是北斗导航系统中部分卫星轨道示意图．已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则 ()A、卫星a的角速度小于c的角速度B、卫星a的加速度大于b的加速度C、卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D、卫星b的周期大于24h【答案】A

4、已知地球的质量M=5.97×1024kg,半径R=6.37×106m,自转周期T=24h,G=6.67×10-11N·m2/kg2。估算同步卫星离地面的高度设同步卫星离地面的高度为h,地球对同步卫星的引力就是同步卫星运动所需向心力,则有解得

3卫星变轨当卫星由于某种原因，速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力就不再等于向心力大小，卫星将做变轨运动?（从高轨到低轨要点火减速）

AB“提供的”=“需要的”??“提供的”“需要的”离心现象点火加速??点火加速点火改变v大小打破“供需”平衡从低轨到高轨要点火加速从高轨到低轨要点火减速3卫星变轨3

3卫星变轨??

3卫星变轨??

3卫星变轨??

5、（多选）如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则 ()A、该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB、卫星在轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/sC、在椭圆轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度D、卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ【答案】CD

5、(多选)发射地球同步卫星时，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，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于A点，轨道2、3相切于B点，则卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（）A、卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B、卫星在轨道1上经过A点时的速率小于在轨道2上经过A点时的速率C、卫星在轨道1上经过A点时的加速度等于它在轨道2上经过A点时的加速度D、卫星在轨道2上经过B点时的加速度小于它在轨道3上经过B点时的加速度