近地卫星和地球同步卫星ppt
地球同步卫星
地球同步卫星
地球同步卫星也叫同步轨道通信卫星,是发射到与地球自转周期(23h56min4s)同步的圆轨道上的通信卫星.这种卫星的轨道高度为35786km,轨道平面与地球赤道平面的夹角为零,即卫星发射到赤道上空与地球自转通向运行,从地面上任意观察点看,卫星是静止不动的.所以这样的卫星轨道叫做地球静止卫星轨道.目前绝大多数的卫星通信系统采用静止同步卫星.
从静止通信卫星向地球引两条切线,两切线的夹角Array为17.340.这样一颗静止通信卫星能供地球上近三分之
一的地区通信.如果发射三颗静止通信卫星,彼此相隔
1200,就能覆盖全球大部分地区,实现全球通信.
3。
两种特殊卫星-同步卫星和近地卫星-高中物理
两种特殊卫星(1)近地卫星:沿半径约为地球半径的轨道运行的地球卫星,其发射速度与环绕速度相等,均等于第一宇宙速度。
(2)同步卫星:运行时相对地面静止,T=24h;同步卫星只有一条运行轨道,它一定位于赤道正上方,且距离地面高度约为h≈3.6×104km,运行时的速率υ≈3.1km/s。
同步卫星是指运行期与地球自转周期相等的地球卫星.这里所说的“静止”是相对地球静止.同步卫星只能处于赤道面上.如图所示,若同步卫星位于赤道平面的上方或下方,则地球对它的万有引力F a或F b的一个分力F a1或F b1是它环绕地球的向心力,另一个分F a2或F b2将使卫星向赤道平面运动.这样,同步卫星在环绕地球运动的同时,将会在赤道附近振动,从而卫星与地球不能同步.因此同步卫星的周期等于地球自转的周期是一定的,所以同步卫星离地面的高度也是一定的.(10全国卷2)21.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。
若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为A.6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时(10天津卷)6.探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变小D.角速度变小(09年广东物理)5.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。
发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,如图这样选址的优点是,在赤道附近A.地球的引力较大B.地球自转线速度较大C.重力加速度较大D.地球自转角速度较大(09年广东理科基础)11.宇宙飞船在半径为R。
的轨道上运行,变轨后的半径为R2,R1>R2。
宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,则变轨后宇宙飞船的A.线速度变小B.角速度变小C.周期变大D.向心加速度变大(09年安徽卷)15. 2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。
人教版高一物理必修2第六章微课课件—近地卫星、赤道上物体和同步卫星的运行问题 (共6张PPT)
A:F1=F2>F3
B:a1=a2>a3
C:v1=v2>v3
D:ϖ1=ϖ3<ϖ2
谢谢!
近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行参量比较问题
近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题
近、同:Fn=F万;赤:Fn=F万-F支(Fn≠F万); ①近地卫星与同步卫星: “高轨低速长周期”:
r同>r近; a、v、w:近>同; T:近<同;
② 同步卫星与赤道上物体: “同轴转动模型”: r同>r赤; T同=T物=24h(w相同); a、v:同>赤 ③ 三类卫星匀速圆周运动的比较: r同>r近=r物; T近<T同=T物=24h(w同=w物<w近) V近>V同>V物; a近>a同>a物;(Fn近>Fn同>Fn物)(F万物=F万近>F万同)
二、பைடு நூலகம்动装置:
同轴传动
特点
规律
A、B两点在同轴的一 个圆盘上
装置
角速度、周期相同、 转动方向相同
由υ=rω得:r越大,υ越大; 由a=rω2得:r越大,a越大
例题、(多)地球赤道上有一物体a随地球的自转而做圆周运动,所
需的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ϖ1; 绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星b所需的向心力为F2,向心 加速度为a2,线速度为v2,角速度为ϖ2; 地球同步卫星c所需的向心力F3,向心加速度为a3,线速度为v3, 角速度为ϖ3;假设三者质量相等,则错误的是( )ABC
同步 卫星
赤道上 的物体
近地 卫星
一、人造地球卫星的轨道基本物理量求解:
人造卫星做匀速圆周运动:万有引力提供向心力
同步卫星-近地卫星-赤道物体的异同
只有掌握了这些基本规律才会做题 同步卫星(同步定位卫星)是运行周期和地球自转周期相同的人造地球卫星,它与地球保持相对静止,总是位于赤道的正上方。
近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星,计算时轨道半径可近似取地球半径;不一定在赤道正上方,但圆心一定是地球球心.赤道物体是静止在地球赤道的表面上,随地球自转而绕地轴做匀速圆周运动,与地球相对静止。
圆周运动的半径就是地球半径. 三者的相同点和不同点.一、同步卫星、近地卫星与赤道物体的相同点1.三者都在绕地轴做匀速圆周运动,向心力都与地球的万有引力有关; 2。
同步卫星与赤道上物体的运行周期相同:T =24h;3。
近地卫星与赤道上物体的运行轨道半径相同:r =R 0(R 0为地球半径)。
二、同步卫星、近地卫星与赤道物体的不同点1、轨道半径不同:同r =R 0+h ,h36000千米,近地卫星与赤道物体的轨道半径近似相同,都是R 0,半径大小关系为:赤近同r r r =>;2、向心力不同:同步卫星和近地卫星绕地球运行的向心力完全由地球对它们的万有引力来提供,赤道物体的向心力由万有引力的一个分力来提供,平衡掉了).3、向心加速度不同:由ma rMmG =2得:2r GM a =,又近同r r >,所以:近同a a <;由maT mr =224π得:r Ta 224π=,又赤同r r >,所以:赤同a a >;向心加速度的大小关系为:赤同近a a a >>;4、周期不同:近地卫星的周期由2204TmR mg π=得:==gR T 02πmin 84;同步卫星和赤道物体的周期都为24h,周期的大小关系为:近赤同T T T >=;5、线速度不同:由r m rMm G 22υ=得:rGM=υ,又近同r r >,所以:近同υυ<;由Tr πυ2=和赤同r r >得:赤同υυ>,故线速度的大小关系为:赤同近υυυ>>;6、角速度不同:由22ωmr rMm G =得:3rGM=ω,又近同r r >,所以:近同ωω<;由赤同T T =得:赤同ωω=,从而角速度的大小关系为:赤赤同ωωω<=;注意:比较三者的向心加速度、线速度、角速度的大小时一定要区分清楚赤道物体的,因为它的向心力不是万有引力的全部,所以不能由2r GMa =、rGM =υ、3r GM=ω比较赤道物体的向心加速度、线速度、角速度的大小。
地球同步卫星-课件-PPT
D.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周 期,c是地球表面处的重力加速度
A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同
答案:A
(08年山东卷)据报道,我国数据中继卫星“天链一 号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射 升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东 经77 赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链 一号01星”,下列说法正确的是: 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
地球同步卫星
一、地球同步卫星
这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的角 速度相同,相对于地面静止,所以从地面上看, 它总在某地的正上方,因此叫地球同步卫星。
疑问:延安的上 空有没有地球同 步卫星?
人造地球卫星
所有卫星的轨道圆心都在地心上
按轨道分类:极地卫星;赤道卫星;其他卫星
问题: 同步卫 星的可 能轨 道?
答案:BC
地球同步卫星到地心的距离r可由:
r3
a 2b2c
4 2
求出,已知式中a的单位是m,
b的单位是s,c的单位是m/s 2则 ( AD)
A.a是地球半径,b是地球自转的周期,c是地 球表面处的重力加速度
B.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周 期,c是同步卫星的加速度
C.a是赤道周长,b是地球自转的周期,c是同 步卫星的加速度
F
地心 o
地球同步卫星 的实际轨道
地 轴
的上际地
圆离轨球
轨地道同 道面为步
地心o
F
高赤卫
同步卫星、近地卫星及赤道上的物体的异同
2
解得v=7.9km/s
它们是绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫 星最大线速度和最小周期
同步卫星、近地卫星与赤道上物体的异同
一、相同点 (M地球质量;R地球半径) 1、三者都绕地球做匀速圆周运动,向心力均与地球的万有
引力有关
2、同步卫星与赤道上物体的运动周期相同:T同= T赤=24h 3、近地卫星与赤道上物体的运动轨道半径相同: r近=r赤=R 二、不同点 1、轨道半径不同:
Mm 4 π G m 2 ( R h ) 2 ( R h ) T
得h=3.6 ×104km,则轨道半径r=R+h=4.2 ×107m
2
4、运行速率 v= ω( R + h) =2 π · ( R + h) /T=3.1km/s,方向与地球自转方 向相同 5、角速度 角速度ω=2π/T=7.3 ×10-5rad/ s 6、向心加速度
同步卫星、近地卫星及赤道上的物体的异同
一、同步卫星
1、轨道 同步卫星是运行周期和地球自转周期相同的人造地球卫星, 它与地球保持相对静止,总是位于赤道的正上方。因此任何一 个同步卫星的轨道平面都通过地心 ,同步卫星的轨道也称为同 步轨道。 2、周期 同步卫星公转周期与地球自转周期相同,即T=24h。 3、高度与轨道半径:设同步卫星离地面高度为h
r近=r赤=R
r同=R+h
则: r同﹥ r近=r赤
2、向心力不同:
近地卫星、同步卫星绕地球运动的向心力完全由地球对它
们的万有引力来提供:Fn=F万 赤道物体的向心力有万有引力的一个分力来提供,万有引 力的另一个分力提供赤道物体的重力 3、向心加速度不同:
2 Mm 4 π 由 G 及 a m a r 2 2 r T
同步卫星及变轨ppt课件
卫星的变轨
试比较下列各处速度和加速度的大小
v3
B
v4
v1
v2>v1
v4>v3 v2>v1>v4>v3
v1>v4
a1 = a2> a3 = a4
v MAain Idea 2
已知小圆半径为R,周期
为T,大圆半径为r,你能
求出卫星从A运动到B的
时间吗? R r 3
R3 T2
2
2TAB 2
近地卫星、同步卫星、地球赤道上物体三者比较
h≈0 R=6.4x106m T=24h
赤道上的物体
h=3.6×107m
同 步
r=4.2×107m
卫
v=3km/s
星
T=24h
近
地
卫
h≈0
星
r=6.4×106m
v=7.9km/s
T=84分钟
近地卫星、 同步卫星、 月球三者比较
同 步 卫 星
h=3.6×107m r=4.2×107m v=3km/s T=24h
D.“神舟”六号运行时离地面的高度小于同步卫星 的高度
3.对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,下
列说法正确的是( D )
A.人造地球卫星的实际绕行速率一定大于7.9km/s
B.从卫星上释放的物体将作平抛运动
C.在卫星上可以用天平称物体的质量
D.我国第一颗人造地球卫星(周期是6.84×103s) 离地面高度比地球同步卫星离地面高度小
解得h地④ 高线度速G度M4h地=一23T定620:00R线k地m速度3.6大小104vk=m3.08km/s
⑤向心加速度大小一定:约为 0.23m/s2
同步卫星离地高度
同步卫星、近地卫星及赤道上的物体的异同讲解学习
4、运行速率 v= ω( R + h) =2 π ·( R + h) /T=3.1km/s,方向与地球自转方 向相同
5、角速度 角速度ω=2π/T=7.3 ×10-5rad/ s
6、向心加速度
a
4π2(R
h)
T2
解得a=0.22m/s2
7、发射三颗同步卫星,即可覆盖全球的每个角落
一、相同点 (M地球质量;R地球半径)
1、三者都绕地球做匀速圆周运动,向心力均与地球的万有
引力有关
2、同步卫星与赤道上物体的运动周期相同:T同= T赤=24h 3、近地卫星与赤道上物体的运动轨道半径相同: r近=r赤=R 二、不同点
1、轨道半径不同:
r近=r赤=R
r同=R+h
则: r同﹥ r近=r赤
5、线速度不同:
由 GMmm v2 及
r2
r
则:v近﹥v同﹥ v赤
v 2π r T
6、角速度不同:
由
及
GMr2mm2r
2π T
则: ω同= ω赤﹤ ω近
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二、近地卫星
近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星,计算时轨道半径
可近似取地球半径
1、周期
GMR2mm4Tπ22 R
பைடு நூலகம்
解得T=84min 2、运行速率
Mm v2
G R2
m R
解得v=7.9km/s (第一宇宙速度)
它们是绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫 星最大线速度和最小周期
同步卫星、近地卫星与赤道上物体的异同
2、向心力不同: 近地卫星、同步卫星绕地球运动的向心力完全由地球对它
2课;赤道上的物体,近地卫星,同步卫星
0R 近R 同R h辅导课教案提纲教师: 学生: 年级: 授课时间: 年 月 日一.辅导要点:同步卫星、近地卫星与赤道物体的异同二.教学目的:熟练掌握三者的异同点 合同课次 三.教学目标:a νωΤ r本讲第 次 四.知识点和考点分析:三者异同和同步卫星特点剩余 次 辅 导 过 程教法设计及 时间分配同步卫星、近地卫星与赤道物体的异同一、同步卫星、近地卫星与赤道物体的相同点1.三者都在绕地轴做匀速圆周运动,向心力都与地球的万有引力有关;2.同步卫星与赤道上物体的运行周期相同:T =24h;3.近地卫星与赤道上物体的运行轨道半径相同:r =R 0(R 0为地球半径)。
二、同步卫星、近地卫星与赤道物体的不同点1、轨道半径不同:如图所示,同步卫星的轨道半径同r =R 0+h ,h 为同步卫星离地面的高度,大约为36000千米,近地卫星与赤道物体的轨道半径近似相同,都是R 0,半径大小关系为:赤近同r r r =>;2、向心力不同:同步卫星和近地卫星绕地球运行的向心力完全由地球对它们的万有引力来提供,赤道物体的向心力由万有引力的一个分力来提供,万有引力的另一个分力提供赤道物体的重力。
3、向心加速度不同:由ma rMmG =2得:2r GM a =,又近同r r >,所以:近同a a <;由ma Tmr =224π得:r T a 224π=,又赤同r r >,所以:赤同a a >;向心加速度的大小关系为:赤同近a a a >>;4、周期不同:近地卫星的周期由2204TmR mg π=得:==gR T 02πmin 84;同步卫星和赤道物体的周期都为24h ,周期的大小关系为:近赤同T T T >=;5、线速度不同:由r mrMm G 22υ=得:rGM=υ,又近同r r >,所以:近同υυ<;由T rπυ2=和赤同r r >得:赤同υυ>,故线速度的大小关系为:赤同近υυυ>>;6、角速度不同:由22ωmr rMm G=得:3rGM=ω,又近同r r >,所以:近同ωω<;由赤同T T =得:赤同ωω=,从而角速度的大小关系为:赤赤同ωωω<=;注意:比较三者的向心加速度、线速度、角速度的大小时一定要区分清楚赤道物体的,因为它的向心力不是万有引力的全部,所以不能由2r GMa =、rGM =υ、3rGM=ω比较赤道物体的向心加速度、线速度、角速度的大小。
同步卫星、近地卫星及赤道上的物体的异同
2
解得v=7.9km/s
它们是绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫 星最大线速度和最小周期
同步卫星、近地卫星与赤道上物体的异同
一、相同点 (M地球质量;R地球半径) 1、三者都绕地球做匀速圆周运动,向心力均与地球的万有
引力有关
2、同步卫星与赤道上物体的运动周期相同:T同= T赤=24h 3、近地卫星与赤道上物体的运动轨道半径相同: r近=r赤=R 二、不同点 1、轨道半径不同:
解得a=0.22m/s2
4 π a 2(R h) T
2
7、发射三颗同步卫星,即可覆盖全球的每个角落
二、近地卫星
近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星,计算时轨道半径 可近似取地球半径 2 1、周期 Mm 4 π
G
R
2
m
T
2
R
解得T= R R
(第一宇宙速度)
r近=r赤=R
r同=R+h
则: r同﹥ r近=r赤
2、向心力不同:
近地卫星、同步卫星绕地球运动的向心力完全由地球对它
们的万有引力来提供:Fn=F万 赤道物体的向心力有万有引力的一个分力来提供,万有引 力的另一个分力提供赤道物体的重力 3、向心加速度不同:
2 Mm 4 π 由 G 及 a m a r 2 2 r T
Mm 4 π G m 2 ( R h ) 2 ( R h ) T
得h=3.6 ×104km,则轨道半径r=R+h=4.2 ×107m
2
4、运行速率 v= ω( R + h) =2 π · ( R + h) /T=3.1km/s,方向与地球自转方 向相同 5、角速度 角速度ω=2π/T=7.3 ×10-5rad/ s 6、向心加速度
同步卫星、近地卫星及赤道上的物体的异同
则: a近﹥ a同﹥ a赤
4、周期不同: T同=T赤﹥ 5、线速度不同: 由 及
T近
2π r v T
Mm v2 G 2 m r r
则:v近﹥v同﹥ v赤
6、角速度不同: 由 及
Mm G 2 m 2r r
2π T
则: ω同= ω赤﹤ ω近
2
解得v=7.9km/s
它们是绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫 星最大线速度和最小周期
同步卫星、近地卫星与赤道上物体的异同
一、相同点 (M地球质量;R地球半径) 1、三者都绕地球做匀速圆周运动,向心力均与地球的万有
引力有关
2、同步卫星与赤道上物体的运动周期相同:T同= T赤=24h 3、近地卫星与赤道上物体的运动轨道半径相同: r近=r赤=R 二、不同点 1、轨道半径不同:
解得a=0.22m/s2
4 π a 2(R h) T
2
7、发射三颗同步卫星,即可覆盖全球的每个角落
二、近地卫星
近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星,计算时轨道半径 可近似取地球半径 2 1、周期 Mm 4 π
G
R
2
m
T
2
R
解得T=84min 2、运行速率
Mm v G 2 m R R
(第一宇宙速度)
Mm 4 π G m 2 ( R h ) 2 ( R h ) T
得h=3.6 ×104km,则轨道半径r=R+h=4.2 ×107m
2Leabharlann 4、运行速率 v= ω( R + h) =2 π · ( R + h) /T=3.1km/s,方向与地球自转方 向相同 5、角速度 角速度ω=2π/T=7.3 ×10-5rad/ s 6、向心加速度
近地卫星人造卫星同步卫星的特点和比较
近地卫星人造卫星同步卫星的特点和比较
近地卫星特点:理想状态中紧贴着地球表面的卫星,转动半径=地球半径
人造卫星特点:发射速度不一定,可能是近地卫星,可能是同步卫星,可能是别的星球的卫星.取决于发射速度.
同步卫星特点:转动角速度=地球自转角速度是人造卫星中的一种,与地球同步,也就是说转动的角速度相同.
三者关系:近地卫星和同步卫星都是人造卫星的一种.人造卫星可以有多种,如果发射速度合适,可以成为近地卫星或者同步卫星,当然也可以成为其他类型的卫星.。
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地心 o
F1
F2
F
地球同步卫星特点
• 4、运行轨道一定: • 同步卫星的轨道平面在赤道平面上,即所
有的同步卫星都在赤道的正上方。
• 5、离地面的高度固定不变:
GMm 4 2
(R h)2 m T 2 (R h)
h
3
GMT 2
4 2
R 5.6R
地球同步卫星特点
•6、环绕速度一定:
v、 、T。
• (3)人造卫星处于完全失重状态。
一、地球同步卫星
这种卫星绕地球运动的角 速度与地球自转的角速度相同, 具有与地球自转相同的周期, 相对于地面静止,所以从地面 上看,它总在某地的正上方, 因此叫地球同步卫星。
地球同步卫星特点
• 1、运行方向一定: 同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。
卫星做匀速圆周运动的向心力是由地球 对卫星的万有引力提供的。
• 近地卫星的运行速度为第一宇宙速度。
GMm m v2 mg
R2
R
v GM R
v gR
人造卫星的运行规律
• 卫星在轨道上运行时,卫星的轨道可视为圆形,
这样卫星受到的万有引力提供卫星做匀速圆周运
动的向心力。
ma
a
GM r2
• 2、周期一定: 同步卫星在赤道上空相对地球静止,它绕地
球的运动与地球自转同步,它的运动周期就等 于地球自转的周期,即T=24h. • 3、角速度一定:
同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转 的角速度。
提问:
我国北京的上空有没有地球同步 卫星?
SUCCESS
THANK YOU
•
问题: 同步卫 星的可 能轨道?
所以有a近>a同>a赤
SUCCESS
THANK YOU
•
所以有T同=T赤>T近。
近地卫星、同步卫星和赤道上物体运动的比较
3、角速度: 同步卫星与赤道上物体的运行角速度相
同 同 赤,由于r同>R近,所以 同 近
同 赤 近
•4、向心加速度: 由r同>R近,r越大,a越小可知,a近>a同。
由 a 2r,r同>r赤可知,a同>a赤。
近地卫星 和
地球同步卫星
复习:三大宇宙速度
• 第一宇宙速度:最小发射速度,最大环绕速度。 • (环绕速度) v1=7.9km/s • 第二宇宙速度:脱离地球的引力束缚
• (脱离速度) v2=11.2km/s • 第三宇宙速度:挣脱太阳引力的束缚 • (逃逸速度) v3=16.7km/s
近地卫星
• 近地卫星的运行轨道半径等于地球半径,
GMm (R h)2
m
v2 R
h
v
GM Rh
•7、向心加速度大小一定:
a 2r,一定,a一定。
如何发射同步卫星?
近地卫星、同步卫星和赤道上物体运动的比较
•1、轨道半径: •近地卫星和赤道上物体的轨道半径相同,同步卫 星的轨道半径较大,r同>R近=r赤。 •2、运行周期: •同步卫星与赤道上物体的运行周期相同T同=T赤。 由于r同>R近(r越大,T越大),所以T同>T近。
(r越大,a越小)
v2
GMm
m R
r2 m 2r
4 2
m T2 r
v GM (r越大,v越小)
r
GM r3
(rT越大)
GM
人造卫星的运行规律
• (1)人造卫星运行时的a、v、 、T由地球 质量和轨道半径决定。 • (2)同一轨道的不同卫星具有相同的a、