29同步卫星.ppt

2、一星球的质量为M，半径为R，已知万有引力恒量为G，试计算： (1) 该星球的第一宇宙速度为多大？ (2) 一质量为m的卫星在距离该星球表面距离为h的轨道上 运行的周期为多大？ 解:（1）设卫星的质量为m,万有引力提供向心力 可得： （2）同理可得： 解得： 三个等量关系 万有 引力 重力 向心力 mg 提供 需要 §3.2.2 * 同步卫星 1、环绕速度： 2、角速度： 3、周期： 4、加速度： 推导人造卫星的环绕速度(即线速度) 、角速度ω、周期T、加速度和轨道半径 的关系式 一整套数据 r、v、ω、T r v T 小结：人造卫星的线速度大小v、周期T，角速度ω、加速度a与轨道半径r是一一对应的， 轨道半径确定后，另外四个量也就唯一确定了。 注意：向心力=万有引力，与卫星质量有关。 【新课学习】 一、人造卫星的轨道 人造卫星的轨道按轨道倾角分为：赤道轨道、 极地轨道和 倾斜轨道。 人造地球卫星绕地球运行的轨道是一条封闭的曲线（圆或椭圆）。这条封闭曲线形成的平面叫人造地球卫星的轨道平面，轨道平面总是通过地心的。 以下两种卫星的轨道都是圆形的。 1.近地卫星 近地卫星的轨道半径r ≈地球半径R； 其环绕速度v=7.9km/s； 由此可得，卫星的周期T= 它们分别是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星理论上的最大线速度和最小周期。 2、地球同步卫星 从地面上看，它是“静止的”。地球同步卫星跟地球有相同的周期，相同的角速度，相对地球是静止的（因此又叫静止轨道卫星）。轨道平面与地球的赤道平面重合。 F万 F向 F 同步卫星在北半球（南半球）定不住，同步不了 F万=F向 同步卫星只能在赤道圈上空才能定得住，才能同步 例1、已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G. 求：同步卫星离地面的高度h是多少？ 小结：地球同步卫星的特点 （1）周期 ； （2）角速度 ； （3）环绕速度 ； （4）向心加速度 ； （4）轨道平面 ； （5）高度 例2.关于同步卫星的下列说法中正确的是(　 　) A．运行速度大于7.9 km/s B．离地面高度一定，相对地面静止 C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 比较：赤道上的物体和同步卫星 相同点： 不同点： 例3、地球同步卫星离地心的距离为 r，运动速度为 v1，加速度为 a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a2，第一宇宙速度为 v2，地球半径为 R，则下列关系正确的是（ ） 二、人造卫星的发射和轨道调整 1、人造卫星的发射 为了减小地球大气对火箭的影响，升空阶段火箭总是竖直发射的。为了减小地球自转带来的影响，升空后的火箭常常是自西向东运转。 例4、2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法不正确的有（ ）　　　　 A在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于经过B点的速度 B在轨道Ⅱ上运动的周期小于轨道Ⅰ上运动的周期 C从圆形轨道Ⅰ进入椭圆 轨道Ⅱ必须在A点减速 D在轨道Ⅱ上经过A点的 加速度小于在轨道Ⅰ经过 A点的加速度 2、轨道调整 在圆形轨道上运行的卫星， 后轨道将变为距离更远的椭圆轨道； 后轨道将变为距离更近的椭圆轨道。 在椭圆轨道上运行的卫星，在远地点 能变为半径更大的圆形轨道；在近地点 能变为半径更小的圆形轨道。 加速 减速 加速 减速 人造卫星 宇宙速度 理论的威力：预测未知天体 亚当斯与勒维烈预测在天王星附近还有一颗行星。 天王星 ？ 海王星 问题：抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星月亮没有落下来必须具