5、宇宙航行研究.ppt

5、宇宙航行 一、人造卫星的发射原理 牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落回地面 这就是人造地球卫星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. 近地面卫星的速度是多少呢？ 7.9km/s v 11.2km/s 一、宇宙速度（发射速度） （1）第一宇宙速度（环绕速度） 地球 v2 11.2km/s v3 16.7km/s （3）第三宇宙速度（逃逸速度） v1 7.9km/s （2）第二宇宙速度（脱离速度） 直接发射: 近地卫星的发射 变轨道发射: 1 2 3 M N 圆---椭圆---圆 二、发射卫星的方式 极地轨道 其他轨道 赤道轨道 三、卫星轨道种类 轨道特点：地心是圆轨迹的圆心. 四、卫星种类 （1）近地卫星（r R） （2）同步卫星（通讯卫星）（T 24h） （3）一般卫星 五、人造卫星的运动规律 第一宇宙速度是在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度！ 近地卫星的周期？ 约84min 4 由 2 : r an G 得 地 M ①当F万 Fn时，卫星将做匀速圆周运动. ②当F万＜Fn时，卫星将做离心运动，做椭圆运动. ③当F万＞Fn时，卫星在引力作用下，向地心做椭圆运动. 六、人造卫星的变轨问题 v1 v2 v3 v4 v2 v1 v4 v3 v1 v4 v2 v1 v4 v3 【例题1】如图所示，a 、b、 c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是 A．b、 c 的线速度大小相等，且大于a的线速度 B．b、c向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 C．c加速可以追上同一轨道上的b，b减速可以等候同一轨道上的c D．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将变大 D 【例题2】地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，地球自转角速度为ω，假设三者质量相等，则 A．F1 F2 F 3 B．a1 a2 g a3 C．v1 v2 v v3 D．ω1 ω3 ω ω2 D 【例题3】如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是 A．物体A和卫星C具有相同大小的加速度 B．卫星C的运行速度小于物体A的速度 C．可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方 D．卫星B在P点运行的加速度大于卫星C的加速度 C B A P C * 在高山上水平抛出物体，初速度越大，运动的情况如何？如果速度再大，又将如何？ * 在高山上水平抛出物体，初速度越大，运动的情况如何？如果速度再大，又将如何？