(完整版)万有引力与航天重点知识、公式总结
万有引力与航天科学知识点总结

万有引力与航天科学知识点总结1. 万有引力的定义和原理- 万有引力是指质点之间的引力相互作用力,由牛顿于17世纪提出的普适物理定律。
- 万有引力的原理是质点间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比。
2. 万有引力公式- 万有引力公式表达了两个质点间的引力大小与它们质量和距离的关系:`F = G * (m1 * m2) / r^2`。
- 其中,F表示引力的大小,m1和m2分别是两个质点的质量,r是它们之间的距离,G为万有引力常数。
3. 航天科学中的万有引力应用- 万有引力是航天科学中至关重要的概念,对行星运行、地球轨道等都具有重要影响。
- 宇宙飞行器与地球的相对位置和角度,以及运动轨迹的计算都需要考虑万有引力的作用。
- 万有引力也是行星探测任务中的重要影响因素,科学家通过研究行星的引力场,获得行星的质量、结构和组成信息。
4. 航天科学的其他知识点除了万有引力,航天科学还涉及许多其他重要知识点,如:- 轨道力学:研究天体运动的力学原理和方法。
- 航天器设计:包括航天器的结构、推进系统、导航和控制等设计原理与技术。
- 火箭发动机:研究和设计用于航天器推进的火箭发动机。
- 航天器轨道控制:保持航天器在特定轨道上的运动稳定与精确控制。
5. 航天科学的前沿领域- 航天科学作为一个不断发展的领域,目前还有许多前沿研究领域,如:- 卫星导航与定位技术- 空间站和深空探测任务- 火星和月球探测- 太阳风与地球磁层相互作用研究以上是对万有引力与航天科学的知识点进行了简要总结。
了解这些基本概念和相关领域的发展情况,有助于更好地理解和探索航天科学的奥秘与魅力。
万有引力与航天知识点总结

万有引力与航天知识点总结万有引力是牛顿的万有引力定律的简称,是物体间相互作用的基本力之一、航天知识则涉及到太空探索、火箭技术、卫星技术等方面的内容。
下面将对这两个知识点进行总结。
一、万有引力:1.定义与公式:万有引力是指在宇宙中,物体之间的引力相互作用。
根据牛顿的万有引力定律可以得出如下公式:F=G*(m1*m2)/r^2其中,F表示两物体之间的引力,G为普适引力常数,m1和m2分别为两物体的质量,r为两物体之间的距离。
2.万有引力的特点:(1)引力大小与质量成正比:两物体的质量越大,它们之间的引力越大。
(2)引力大小与距离成反比:两物体的距离越远,它们之间的引力越小。
(3)作用力相互切实:不仅物体1受到物体2的引力作用,物体2也同样受到物体1的引力作用。
3.万有引力在宇宙中的应用:(1)行星与恒星的运动:行星绕恒星运动是由于恒星对行星的引力作用,保持了它们之间的平衡。
(2)卫星轨道:卫星绕地球运动也是由于地球对卫星的引力作用,保持了它们之间的平衡。
(3)宇宙探测器的轨道:通过计算出不同行星、卫星之间的引力大小和方向,可以确定宇宙探测器的轨道设计。
二、航天知识:1.航天器的分类:(1)人造卫星:用于地球观测、通信、导航等领域。
(2)宇宙飞船:用于载人航天,包括宇宙飞船和国际空间站。
(3)深空探测器:用于探测太阳系以外的星球、行星等宇宙空间。
(4)陆地探测器:用于探索行星表面的器械。
2.火箭技术:(1)火箭方程:描述火箭运动的速度、加速度和燃料质量等相关关系。
(2)推力、燃料消耗与速度增长:加大推力和减小燃料消耗可以提高速度增长。
(3)多级火箭:通过分层设计,将多级火箭发射到太空。
3.卫星技术:(1)通信卫星:用于实现地球上不同地区之间的通信连接。
(2)导航卫星:用于卫星定位系统,如GPS系统。
(3)遥感卫星:用于地球观测,获取地球表面的信息。
4.航天发展:(1)航天技术的应用范围越来越广泛,包括通信、天气预报、农业、资源勘探等多个领域。
万有引力与航天重点知识、公式总结

万有引力与航天重点知识、公式总结万有引力与航天重点规律方法总结一.三种模型1.匀速圆周运动模型:无论是自然天体(如地球、月亮)还是人造天体(如宇宙飞船、人造卫星)都可看成质点,围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动2.双星模型:将两颗彼此距离较近的恒星称为双星,它们相互之间的万有引力提供各自转动的向心力。
3.“天体相遇”模型:两天体相遇,实际上是指两天体相距最近。
二.两种学说1.地心说:代表人物是古希腊科学家托勒密2/日心说:代表人物是波兰天文学家哥白尼三.两个定律1.开普勒定律:第一定律(又叫椭圆定律):所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上第二定律(又叫面积定律):对每一个行星而言,太阳和行星的连线,在相等时间内扫过相同的面积。
第三定律(又叫周期定律):所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴R 的三次方跟公转周期T 的二次方的比值都相等。
表达式为:)4(223πGM K K TR == k 只与中心天体质量有关的定值与行星无关2.牛顿万有引力定律1687年在《自然哲学的数学原理》正式提出万有引力定律⑴.内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的.两个物体间引力的方向在它们的连线上,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们之间的距离的二次方成反比. ⑵.数学表达式:rF MmG 2=万⑶.适用条件:a.适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。
(两物体为均匀球体时,r 为两球心间的距离)b. 当0→r 时,物体不可以处理为质点,不能直接用万有引力公式计算c. 认为当0→r 时,引力∞→F 的说法是错误的⑷.对定律的理解a.普遍性:任何客观存在的有质量的物体之间都有这种相互作用力b.相互性:两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力,而不是平衡力关系。
c.宏观性:在通常情况下万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际意义.d.特殊性:两个物体间的万有引力只与它们本身的质量、它们之间的距离有关.与所在空间的性质无关,与周期及有无其它物体无关.(5)引力常数G :①大小:kg m N G 2211/67.610⋅⨯=-,由英国科学家卡文迪许利用扭秤测出②意义:表示两个质量均为1kg 的物体,相距为1米时相互作用力为:N 101167.6-⨯ 四.两条思路:即解决天体运动的两种方法1. 万有引力提供向心力:F F 向万= 即:222224n Mm v F G ma m mr mr r r T πω=====万2.天体对其表面物体的万有引力近似等于重力:g m RMm G =2即 2gR GM =(又叫黄金代换式)注意:9.8m/s 2②高空物体的重力加速度:〈+=2')(h R GMg 9.8m/s2 ③关系:22')(h R gRg+=五.万有引力定律的应用1.计算天体运动的线速度、角速度、周期、向心加速度。
万有引力与航天知识点归纳

万有引力与航天知识点归纳一、万有引力定律1. 内容自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量和的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
2. 公式,其中,称为引力常量。
3. 适用条件适用于两个质点间的相互作用。
当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,物体可视为质点。
对于质量分布均匀的球体,为两球心间的距离。
二、万有引力定律的应用1. 计算天体质量对于中心天体和环绕天体,根据万有引力提供向心力。
若已知环绕天体的线速度和轨道半径,则。
若已知环绕天体的角速度和轨道半径,则。
若已知环绕天体的周期和轨道半径,则。
2. 计算天体密度对于质量为、半径为的天体,若有一颗卫星绕其做匀速圆周运动,轨道半径为。
由,天体的体积。
当卫星绕天体表面运行时,则。
三、人造卫星1. 卫星的动力学方程万有引力提供向心力,即。
2. 卫星的线速度由可得,说明卫星的线速度与轨道半径的平方根成反比,轨道半径越大,线速度越小。
3. 卫星的角速度由可得,轨道半径越大,角速度越小。
4. 卫星的周期由可得,轨道半径越大,周期越大。
5. 地球同步卫星特点:周期,与地球自转周期相同。
轨道平面与赤道平面重合。
高度,线速度。
四、宇宙速度1. 第一宇宙速度定义:卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。
计算:由(为地球半径),可得。
这是人造地球卫星的最小发射速度,也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度。
2. 第二宇宙速度,当卫星的发射速度大于而小于时,卫星绕地球运行;当卫星的发射速度等于或大于时,卫星将脱离地球的引力束缚,成为绕太阳运行的人造行星。
3. 第三宇宙速度,当卫星的发射速度等于或大于时,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去。
五、双星系统1. 特点两颗星绕它们连线上的某一点做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力。
2. 规律对于质量分别为、的两颗星,轨道半径分别为、,两星之间的距离为()。
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万有引力与航天重点规律方法总结一. 三种模型1.匀速圆周运动模型:无论是自然天体 ( 如地球、月亮 ) 还是人造天体 ( 如宇宙飞船、人造卫星 ) 都可看成质点,围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动2.双星模型:将两颗彼此距离较近的恒星称为双星 , 它们相互之间的万有引力提供各自转动的向心力。
3.“天体相遇”模型:两天体相遇,实际上是指两天体相距最近。
二.两种学说1.地心说:代表人物是古希腊科学家托勒密2/ 日心说:代表人物是波兰天文学家哥白尼三.两个定律1.开普勒定律:第一定律(又叫椭圆定律):所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上第二定律(又叫面积定律):对每一个行星而言,太阳和行星的连线,在相等时间内扫过相同的面积。
第三定律(又叫周期定律):所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴R的三次方跟公转周期 T 的二次方的比值都相等。
3GM k 只与中心天体质量有关的表达式为: R K (K2 2 )T4定值与行星无关2.牛顿万有引力定律1687 年在《自然哲学的数学原理》正式提出万有引力定律⑴ . 内容 : 宇宙间的一切物体都是相互吸引的. 两个物体间引力的方向在它们的连线上,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比, 跟它们之间的距离的二次方成反比.⑵ . 数学表达式 :F 万G Mm2r⑶ . 适用条件 :a. 适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。
(两物体为均匀球体时,r 为两球心间的距离)b.当r0 时,物体不可以处理为质点,不能直接用万有引力公式计算c.认为当r0 时,引力 F的说法是错误的⑷.对定律的理解a.普遍性:任何客观存在的有质量的物体之间都有这种相互作用力b.相互性:两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力,而不是平衡力关系。
c.宏观性:在通常情况下万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间 , 它的存在才有实际意义.d. 特殊性 : 两个物体间的万有引力只与它们本身的质量、它们之间的距离有关. 与所在空间的性质无关, 与周期及有无其它物体无关.( 5)引力常数G:1011 2 2①大小: G6.67Nm / kg ,由英国科学家卡文迪许利用扭秤测出②意义:表示两个质量均为 1kg 的物体,相距为1 米时相互作用力为:11N6.67 10 四. 两条思路:即解决天体运动的两种方法1. 万有引力提供向心力:F万F向即: F 万 GMmma nm v 2mr42mr2r 2rT 22.天体对其表面物体的万有引力近似等于重力:GMmm gR 2gR 2 (又叫黄金代换式)即 GM注意:g GM2①地面物体的重力加速度: 2≈ 9.8m/sR②高空物体的重力加速度:g 'GM29.8m/s( Rh ) 2g'2③关系 :( R Rgh) 2五 . 万有引力定律的应用1. 计算天体运动的线速度、角速度、周期、向心加速度。
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万有引力定律复习提纲一. 万有引力定律:①内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量和的乘积成正比,与它们1m 2m 之间的距离r 的二次方成反比。
即: 其中G =6. 67×10-11N ·m 2/kg 2②适用条件1.可看成质点的两物体间,r 为两个物体质心间的距离。
2.质量分布均匀两球体间,r 为两球体球心间距离。
③运用万有引力与重力的关系:重力是万有引力的一个分力,一般情况下,可认为重力和万有引力相等。
忽略地球自转可得:二. 重力和地球的万有引力:1.地球对其表面物体的万有引力产生两个效果:(1)物体随地球自转的向心力: F 向=m ·R ·(2π/T 0)2,很小。
由于纬度的变化,物体做圆周运动的向心力不断变化,因而表面物体的重力随纬度的变化而变化。
(2)重力约等于万有引力:在赤道处:,所以,因地球mg F F+=向R m RGMm F F mg 22自向ω-=-=自转角速度很小,,所以。
R m R GMm 22自ω>>2R GM g =说明:如果有些星球的自转角速度非常大,那么万有引力的向心力分力就会很大,重力就相应减小,就不能再认为重力等于万有引力了。
如果星球自转速度相当大,使得在它赤道上的物体所受的万有引力恰好等于该物体随星球自转所需要的向心力,那么这个星球就处于自行崩溃的临界状态了。
在地球的同一纬度处,g 随物体离地面高度的增大而减小,即。
2)('h R GM g +=强调:g =G ·M /R 2不仅适用于地球表面,还适用于其它星球表面。
2.绕地球运动的物体所受地球的万有引力充当圆周运动的向心力,万有引力、向心力、重力三力合一。
即:G ·M ·m /R 2=m ·a 向=mg ∴g =a 向=G ·M /R 2三. 天体运动:1. 开普勒行星运动规律:(1)所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
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万有引力与航天重点知识归纳考点一、万有引力定律 1. 开普勒行星运动定律 (1) 第一定律(轨道定律):所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。
(2) 第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。
(3) 第三定律(周期定律):所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期二次方的比值都相等,表达式:k Ta =23。
其中k 值与太阳有关,与行星无关。
中学阶段对天体运动的处理办法:①把椭圆近似为园,太阳在圆心;②认为v 与ω不变,行星或卫星做匀速圆周运动; ③k TR =23,R ——轨道半径。
2. 万有引力定律 (1) 内容:万有引力F 与m 1m 2成正比,与r 2成反比。
(2) 公式:221rm m G F =,G 叫万有引力常量,2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-。
(3) 适用条件:①严格条件为两个质点;②两个质量分布均匀的球体,r 指两球心间的距离;③一个均匀球体和球外一个质点,r 指质点到球心间的距离。
(4) 两个物体间的万有引力也遵循牛顿第三定律。
3. 万有引力与重力的关系(1) 万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用,一个是重力mg ,另一个是物体随地球自转所需的向心力f ,如图所示。
①在赤道上,F=F 向+mg ,即R m R Mm G mg 22ω-=;②在两极F=mg ,即mg R Mm G =2;故纬度越大,重力加速度越大。
由以上分析可知,重力和重力加速度都随纬度的增加而增大。
(2) 物体受到的重力随地面高度的变化而变化。
在地面上,22R GM g mg R Mm G =⇒=;在地球表面高度为h 处:22)()(h R GM g mg h R Mm Gh h +=⇒=+,所以g h R R g h 22)(+=,随高度的增加,重力加速度减小。
考点二、万有引力定律的应用——求天体质量及密度1.T 、r 法:232224)2(GTr M T mr r Mm G ππ=⇒=,再根据32333,34R GT r V M R Vπρρπ=⇒==,当r=R 时,23GT πρ=2.g 、R 法:GgR Mmg RMm G 22=⇒=,再根据GRg VM R V πρρπ43,343=⇒==3.v 、r 法:Grv M r v m r Mm G 222=⇒=4.v 、T 法:G T v M T mr r Mm G r v m r Mm G ππ2)2(,32222=⇒==考点三、星体表面及某高度处的重力加速度1、 星球表面处的重力加速度:在忽略星球自转时,万有引力近似等于重力,则22R GM g mg R Mm G =⇒=。
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万有引力与航天重点规律方法总结一 .三种模型1.匀速圆周运动模型:无论是自然天体 (如地球、月亮 )还是人造天体 (如宇宙飞船、人造卫星 )都可看成质点,围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动2.双星模型:将两颗彼此距离较近的恒星称为双星 ,它们相互之间的万有引力提供各自转动的向心力。
3.“天体相遇”模型:两天体相遇,实际上是指两天体相距最近。
二.两种学说1.地心说:代表人物是古希腊科学家托勒密2/日心说:代表人物是波兰天文学家哥白尼三.两个定律1.开普勒定律:第一定律(又叫椭圆定律):所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上第二定律(又叫面积定律):对每一个行星而言,太阳和行星的连线,在相等时间内扫过相同的面积。
第三定律(又叫周期定律):所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴R的三次方跟公转周期 T 的二次方的比值都相等。
3表达式为: R K (K GM k 只与中心天体质量有关的2 2 )T4定值与行星无关2.牛顿万有引力定律1687 年在《自然哲学的数学原理》正式提出万有引力定律⑴ .内容 : 宇宙间的一切物体都是相互吸引的.两个物体间引力的方向在它们的连线上,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们之间的距离的二次方成反比.⑵ .数学表达式 :F 万G Mm2r⑶ . 适用条件 :a. 适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。
(两物体为均匀球体时,r 为两球心间的距离)b.当r0 时,物体不可以处理为质点,不能直接用万有引力公式计算c.认为当r0 时,引力 F的说法是错误的⑷.对定律的理解a.普遍性:任何客观存在的有质量的物体之间都有这种相互作用力b.相互性:两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力,而不是平衡力关系。
c.宏观性:在通常情况下万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间 ,它的存在才有实际意义..与所在d.特殊性 :两个物体间的万有引力只与它们本身的质量、它们之间的距离有关空间的性质无关,与周期及有无其它物体无关.( 5)引力常数G:11 2 2①大小: G6.6710Nm / kg ,由英国科学家卡文迪许利用扭秤测出②意义:表示两个质量均为1kg 的物体,相距为1 米时相互作用力为:116.6710N四.两条思路:即解决天体运动的两种方法m v 2 mr 4 21. 万有引力提供向心力:F万F向即: F 万G Mmma n mr 2r 2rT 22.天体对其表面物体的万有引力近似等于重力:Mm m gGR 2gR 2 (又叫黄金代换式)即 GM注意:gGM2①地面物体的重力加速度:2≈ 9.8m/sR②高空物体的重力加速度:'GM2g( Rh ) 2 9.8m/s'2g③关系 :Rg(Rh) 2五.万有引力定律的应用1.计算天体运动的线速度、角速度、周期、向心加速度。
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万有引力与航天重点规律方法总结一.三种模型1.匀速圆周运动模型:无论是自然天体(如地球、月亮)还是人造天体(如宇宙飞船、人造卫星)都可看成质点,围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动 2.双星模型:将两颗彼此距离较近的恒星称为双星,它们相互之间的万有引力提供各自 转动的向心力。
3.“天体相遇”模型:两天体相遇,实际上是指两天体相距最近。
二.两种学说1.地心说:代表人物是古希腊科学家托勒密 2/日心说:代表人物是波兰天文学家哥白尼 三.两个定律1.开普勒定律:第一定律(又叫椭圆定律):所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上第二定律(又叫面积定律):对每一个行星而言,太阳和行星的连线,在相等时间内扫过相同的面积。
第三定律(又叫周期定律):所有行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴R 的三次方跟公转周期T 的二次方的比值都相等。
表达式为:)4(223πGM K K T R == k 只与中心天体质量有关的定值与行星无关2.牛顿万有引力定律1687年在《自然哲学的数学原理》正式提出万有引力定律⑴.内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的.两个物体间引力的方向在它们的连线上,引力的大小跟它们的质量的乘积成正比,跟它们之间的距离的二次方成反比. ⑵.数学表达式:rF MmG2=万⑶.适用条件:a.适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。
(两物体为均匀球体时,r 为两球心间的距离)b. 当0→r 时,物体不可以处理为质点,不能直接用万有引力公式计算c. 认为当0→r 时,引力∞→F 的说法是错误的⑷.对定律的理解a.普遍性:任何客观存在的有质量的物体之间都有这种相互作用力b.相互性:两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力,而不是平衡力关系。
c.宏观性:在通常情况下万有引力非常小,只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际意义.d.特殊性:两个物体间的万有引力只与它们本身的质量、它们之间的距离有关.与所在空间的性质无关,与周期及有无其它物体无关.(5)引力常数G :①大小:kg m N G 2211/67.610⋅⨯=-,由英国科学家卡文迪许利用扭秤测出②意义:表示两个质量均为1kg 的物体,相距为1米时相互作用力为:N 101167.6-⨯四.两条思路:即解决天体运动的两种方法1. 万有引力提供向心力:F F 向万= 即:222224n Mm v F Gma m mr mr r r Tπω=====万2.天体对其表面物体的万有引力近似等于重力:g m R MmG=2即 2gR GM =(又叫黄金代换式)注意:②高空物体的重力加速度:〈+=2')(h R GM g9.8m/s 2③关系:22')(h R gRg+=五.万有引力定律的应用1.计算天体运动的线速度、角速度、周期、向心加速度。
a.线速度:rGMv =b.角速度:rGM3=ωc.周期:GMT r32π= d.向心加速度:ra GM2=向2.计算中心天体的质量:方法一:根据转动天体运动周期T 和转动半径r 计算:Tr G M 2324π=(适合于有行星、卫星转动的中心天体)方法二:根据中心天体半径R 和其表面的重力加速度g 计算:Gg M R 2=(适合于没有行星、卫星转动的中心天体)注意:转动天体的质量是求不出来的。
只能求中心天体的质量。
3.计算中心天体的密度:方法一:根据转动天体运动周期T 、转动半径r 和中心天体半径R 计算:RTr G 3233πρ=(适合于有行星、卫星转动的中心天体)方法二:根据中心天体半径R 和其表面的重力加速度g 计算:GRgπρ43=(适合于没有行星、卫星转动的天体)4.计算第一宇宙速度(环绕速度)简单说就是卫星或行星贴近中心天体表面的飞行速度,这时卫星或行星高度忽略r ≈R 方法一。
根据中心天体质量M 和半径R 计算:由→=Rm MmGv R22RGMv =方法二。
根据中心天体半径R 和表面重力加速度计算:由→==Rm mg v F 2万gR v =5.预测未知天体:6.研究天体运动,发射人造卫星(1)分类:主要有:侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源卫星、勘测科学研究卫星、预警卫星、测地卫星等种类。
(2)轨道:由于是万有引力提供向心力,所以所有卫星都是围绕地心在转。
轨道有三种: a.赤道平面内(如同步卫星)叫赤道轨道。
b.与赤道平面垂直,通过地球两极,叫极地轨道。
c.可以和赤道平面成任一角度,叫一般轨道。
注意:没有跟某一经度或某一纬度重合的轨道(除赤道平面)(3)发射:由于卫星运动的分析是针对地心这个参考系的,故火箭发射时的初速度不等于零(自转速度),要充分利用地球的自转的惯性,就必须自西向东发射。
这样可以更多地节省燃料和推力。
发射可分为三个阶段: ①发射长空阶段 ②漂移进入轨道阶段③在预定轨道上绕地球运行阶段 (4)运行:稳定运行时,由万有引力提供向心力。
①由公式:线速度:r GM v =角速度:rGM3=ω 周期:GM T r 32π= 向心加速度:ra GM2=向分析可知:在同一中心天体做匀速圆周运动的所有卫星的v 、ω、T 、a 各量都只与轨道半径r 有关。
②离地面越高即r 越大,则卫星的v 、ω、a 、越小, T 越大。
(5)变轨:卫星的变轨实质是通过短时间内启动加速或减速火箭以改变卫星的速度,而使万有引力与所需向心力不再相等。
当FF 向引〉,卫星将做近心运动,轨道半径将减小;当FF 向引〈时,卫星将做离心运动,轨道半径将增大。
(6)对接:交会对接指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道会合并连接成一个整体.它是实现太空装配、回收、补给、维修、航天员交换等过程的先决条件.空间交会对接技术包括两部分相互衔接的空间操作,即空间交会和空间对接.所谓交会是指两个或两个以上的航天器在轨道上按预定位置和时间相会,而对接则为两个航天器相会后在结构上连成一个整体. 注意:同轨道上对接应先让后者减速使其在低轨道运行,然后再加速速度增大去跟高轨道上的对接。
不能在同轨道上加速对接,跟地面上同一直线上的运动不同。
(7)超重和失重:①“超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.②“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用. 如天平、水银气压计、单摆、密度计等。
(8)返回:当卫星返回时,只要推进器向前喷气即可使人造卫星减速,卫星即可从圆形轨道落入椭圆轨道向地球靠近,当卫星运行到椭圆轨道的近地点时推进器再次火箭发动机点火减速,即可从椭圆轨道运行到较低的圆形轨道。
(9)两种特殊的卫星 ⅰ.近地卫星:卫星轨道半径约为地球半径,受到的万有引力等于重力.速度为第一宇宙速度. ⅱ.同步卫星(又叫通信卫星):(四定)①定周期:等于地球自转周期T =24小时 ②定轨道:在赤道的正上方即赤道平面 ③定高度:h =3.6×107(m) ④定线速度:v =3.1km/s注意:三颗同步卫星就能覆盖地球,实现全球通讯。
六.三个宇宙速度:①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s ,它是地球卫星的最大环绕速度,也是卫星的最小发射速度. ②第二宇宙速度(脱离速度):v 2=11.2km/s ,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. ③第三宇宙速度(逃逸速度):v 3=16.7km/s ,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. 七.双星、三星、多星 1.双星:(1)定义:将两颗彼此距离较近的恒星称为双星 (2)向心力来源:在它们之间的万有引力作用下,绕两球连线上某点做匀速圆周运动.(3).特点:①周期、角速度相同②表达式:222121221r m r m Lm m Gωω==; 21r r L += ③质量与半径成反比:rr m m 1221=2.三星及多星:分析方法同双星问题一样,关键是分析它们万有引力的合力提供向心力。
八.容易混淆的几个问题:1.万有引力与重力2.随地球自转的向心加速度和环绕运行的向心加速度3.运行速度和发射速度4.两个半径:天体半径和卫星轨道半径5.两种周期:自转周期和公转周期6.丙类运行:稳定运行和变轨运行7.同步卫星和一般卫星8.赤道上物体和近地卫星九.月球的特点:1.离地距离一定,轨道半径r=38万千米2.周期约为27天3.速度约为1 km/s。