6-5宇宙航行53页上课.ppt

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 v F引 1 2 R 卫星在圆轨道运行速度V1 V2 Θ900 减小 卫星变轨原理 V增加 F引 θ＞900 v3 F引 L 卫星变轨原理 使卫星进入更高轨道做圆周运动 v3 v4 卫星的回收 同步卫 星变 轨时的各参量比较 v1 v3 v2Av1 v3v2B v1v3 v2A v1v3v2B v2A A v2B B 速度关系： 加速度关系： 周期关系： a1A = a2Aa2B =a3B T3 T2 T1 凡是人造卫星的问题都可从下列关系去列运动方程，即: 重力=万有引力=向心力 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 Q P 2 · 3 1 BD 2、如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道Ⅰ上．在卫星经过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道Ⅱ上，最后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道Ⅲ.已知地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球的半径为R．求： （1）近地轨道Ⅰ上的速度大小； （2）远地点B距地面的高度。 解： “嫦娥奔月” 图 理性探究 发射、变轨、运行 2. 2007年10月24日“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕 地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨 道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→修正轨道④→ 地月转移轨道⑤。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度 为h的A点时，再经三次变轨：12小时椭圆轨道⑥→3.5小时椭圆 轨道⑦→最后进入周期为T的极月圆轨道⑧ ，如图所示（ ） A.“嫦娥一号”由⑤到⑥需加速、由⑦到⑧需减速 B.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度 C.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关 D.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 E.在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力 ① ② ③ 近地变轨 轨道修正 转移轨道 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 发射 D 3. 2007年10月24日，“嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入绕 地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨 道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→修正轨道④→ 地月转移轨道⑤。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度 为h的A点时，再经三次变轨：12小时椭圆轨道⑥→3.5小时椭圆 轨道⑦→最后进入周期为T的极月圆轨道⑧ ，如图所示。 若月球半径为R，试写出月球表面重力加速度的表达式。 ① ② ③ 近地变轨 轨道修正 转移轨道 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 发射 §6.5 宇宙航行 §6.5 宇宙航行 §6.5 宇宙航行 概念辨析　发射速度和运行速度 1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。 2、环绕(运行)速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。 r↗ v↘ 牛顿就曾设想, 从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度一次比一次大,则落点一次比一次远,如不计空气的阻力,当速度足够大时, 物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星了.为什么呢？（离心运动） 牛顿设想的人造卫星原理图 一、人造卫星的发射原理 1、牛顿设想：抛出速度很大时，物体不会落回地面 2、人造卫星绕地球匀速圆周运动的原因 人造卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 3、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ω 、周期T、向心加速度a与轨道半径 r 的关系 r (a、V 、ω 、T ) 卫星运动的线速度、角速度、向心加速度和周期： (3)由