人造卫星发射与回收
高一高三物理-人造卫星
A.“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运 动时速度大小可能变化 B.“嫦娥三号”在距离月面高度100 km的圆轨道Ⅰ上运动 的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的圆期 C.“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一 定大于经过P点时的加速度 D.“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能 小于经过P点时的速率
速度
C.卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s,
而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s
D.卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度等于它在圆轨道3
上经过P点时的加速度
作业
(多选)2015年7月25日我国采用“一箭双星”方式成功发 射了第18、19颗北斗卫星,标志着我国自行研制的北斗卫星 导航系统(CNSS)向2020年全球覆盖的建设目标迈出坚实一 步.据悉我国于2012年10月25日发射了定点于地球静止轨道 上的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”,已经实现了北斗导航
例题
B 关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是 ( )
A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有 相同的周期 B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有 相同的速率 C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径 有可能不同 D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面 一定会重合
例题
有a、b、c、d四颗卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球
一起转动,b在地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步
卫星,d是高空探测卫星,设地球自转周期为24 h,所有卫星
的运动均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则
C 下列关于卫星的说法中正确的是 (
人 造 卫 星
人造卫星【学习目标】1.初步掌握人造卫星的发射、运行、回收知识。
2.定量描述同布卫星。
3.能辨析赤道上的物体、近地卫星、同步卫星。
【学习重点】卫星的运行、同步卫星【学习难点】辨析赤道上的物体、近地卫星、同步卫星预习案1. 人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系根据万有引力提供向心力,则有(1)由,得,即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比,所以半径越大(即卫星离地面越高),线速度越小。
(2)由,得,即,故半径越大,角速度越小。
(3)由,得,即,所以半径越大,周期越长,发射人造地球卫星的最小周期约为85分钟。
2. 人造卫星的发射速度和运行速度(环绕速度)(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,并且一旦发射后就再也没有补充能量,被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力做功上升一定高度,进入运动轨道(注意:发射速度不是应用多级运载火箭发射时,被发射物离开地面发射装置的初速度)。
要发射一颗人造卫星,发射速度不能小于第一宇宙速度。
因此,第一宇宙速度又是最小的发射速度。
卫星离地面越高,卫星的发射速度越大,贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小,就是其运行速度即第一宇宙速度。
(2)运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度,根据可知,卫星越高,半径越大,卫星的运行速度(环绕速度)就越小。
3.地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星,又叫通讯卫星。
同步卫星有以下几个特点:(1)同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。
(2)同步卫星的运转周期与地球自转周期相同,且(3)同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。
(4)要与地球同步,卫星的轨道平面必须与赤道平面平行,又由于向心力是万有引力提供的,万有引力必须在轨道平面上,所以同步卫星的轨道平面均在赤道平面上,即所有的同步卫星都在赤道的正上方,不可能定点在我国某地上空。
(5)同步卫星高度固定不变。
卫星回收原理
卫星回收原理
卫星回收是指将原本已经发射入轨道的卫星,经过一定的技术处理后,再次回收并重新利用的过程。
其原理主要包括以下几个方面: 1. 接收信号:卫星回收需要接收原卫星发射出来的信号。
为了能够接收到信号,需要利用地面接收站设备,接收卫星信号并将其转换为数字信号。
2. 信号解码:接收到的信号需要进行解码,这就需要对信号进行解调和解复用。
解调是指解决信号调制的问题,而解复用则是将多个信号复用在同一信道中的问题。
3. 数据处理:接收到的信号需要进行处理,这就需要对数据进行解压缩、解密等操作,以便对其进行分析和处理。
4. 转发信号:经过处理的信号需要被再次发送到原卫星的控制中心。
这就需要利用地面发射站设备,将处理后的信号转发到控制中心。
5. 控制卫星:控制中心收到处理后的信号后,就可以利用其操控原卫星,控制其回收并重新利用。
总之,卫星回收主要是利用地面接收站和发射站设备,通过接收、解码、数据处理、转发等一系列技术步骤,对原卫星进行控制并完成回收。
这一技术的应用,可以有效地提高卫星的利用率,减少空间垃圾的产生,同时也为卫星设计和运营提供了更多的技术支持。
- 1 -。
第25讲 卫星变轨、发射、回收、空间站对接及其能量问题(原卷版)
第25讲 卫星变轨、发射、回收、空间站对接及其能量问题1.(全国高考)我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”;最后奔向月球。
如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比,( )A .卫星动能增大,引力势能减小B .卫星动能增大,引力势能增大C .卫星动能减小,引力势能减小D .卫星动能减小,引力势能增大一.知识回顾1.卫星变轨的基本原理当卫星开启发动机,或者受空气阻力作用时,万有引力不再等于卫星所需向心力,卫星的轨道将发生变化。
如图所示。
(1)当卫星的速度增加时,G Mm r 2<m v 2r ,即万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来的圆轨道,如果速度增加很缓慢,卫星每转一周均可看成做匀速圆周运动,经过一段时间,轨道半径变大,当卫星进入新的轨道运行时,由v = GMr 可知其运行速度比在原轨道时小。
(2)当卫星的速度减小时,G Mm r 2 m v 2r ,即万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运动,脱离原来的圆轨道,如果速度减小很缓慢,卫星每转一周均可看成做匀速圆周运动,经过一段时间,轨道半径变小,当卫星进入新的轨道运行时,由v = GMr可知其运行速度比在原轨道时大。
例如,人造卫星受到高空稀薄大气的摩擦力,轨道高度离心F <引减小不断降低。
2.卫星的发射与回收原理卫星轨道的突变:由于技术上的需要,有时要在适当的位置短时间内启动飞行器上的发动机,使飞行器轨道发生突变,使其进入预定的轨道。
如图所示,发射同步卫星时,可以分多过程完成:(1)先将卫星发送到近地轨道Ⅰ,使其绕地球做匀速圆周运动,速率为v1。
(2)变轨时在P点点火加速,短时间内将速率由v1增加到v2,这时GMmr2<mv2r,卫星脱离原轨道做离心运动,进入椭圆形的转移轨道Ⅱ。
卫星发射回收的大致过程
卫星发射回收的大致过程
1、发射准备:在卫星发射前,需要进行一系列的准备工作。
包括
检查设备、燃料加注、发射场地的检查等。
这些步骤需要仔细而谨慎,以确保发射过程的顺利进行。
2、发射升空:卫星发射通常采用火箭推进的方式,将卫星送入预
定轨道。
发射过程中,需要精确控制火箭的推力和方向,以确保卫星能够准确地进入预定轨道。
3、轨道调整:卫星进入预定轨道后,需要进行轨道调整,以确保
卫星能够按照预定轨道运行。
这通常需要使用卫星上的推进器进行微调。
4、运行维护:卫星进入轨道后,需要进行一系列的运行维护工作。
包括对卫星的运行状态进行监测、对卫星进行维护和修复等。
这些工作需要由专业的地面控制站完成。
5、回收准备:当卫星完成任务或寿命结束后,需要进行回收准备
工作。
这包括制定回收计划、准备回收设备和工具等。
6、回收实施:回收过程需要精细的操作和精确的计算。
通常需要
使用回收船、降落伞等设备,确保卫星能够安全地回到地面。
7、数据分析:回收完成后,需要对卫星进行数据分析。
这包括对
卫星的运行数据、监测数据等进行处理和分析,以评估卫星的性能和状态,为未来的卫星发射和运行提供参考。
小红书卫星发射与回收笔记
小红书卫星发射与回收笔记1、目前世界上只有苏联、美国和中国掌握了卫星回收技术。
我国从1975年至1988年末,已连续成功地发射和回收了11颗返回式卫星。
这些卫星分别在轨道上运行了三至五天后,全部按预定计划返回大地,于我国腹地的预定区域内安全着陆回收。
2、宇宙飞行器,包括人造卫星、飞船和各种宇宙探测器等。
视其在空间完成预定的飞行任务以后是否还需要安全返回地面,可以分为“不返回的”和“可返回的”(或可回收的)两大类。
例如通信卫星、气象卫星和导航卫星等,在轨道上长年累月地运行,无需再返回地面,就属于前者。
而载人飞船和照相侦察卫星与某些实验卫星等,在轨道上工作结束后要再返回地面,并以一定的安全速度在预定的回收地区着陆,就属于后者。
3、所谓卫星的回收,实际上是指卫星上的回收舱的回收。
回收舱里有宇航员、试验动物、拍摄过的胶卷、科学探测的结果等等。
4、可返回飞行器从绕地球轨道返回地面,大致要经历如下四个阶段:①制动飞行段飞行器在制动火箭作用下,脱离原来的运行轨道,转入一条能进入大气层的过渡轨道(图0-3中A点)。
②大气层外自由下降段飞行器离开原来的运行轨道后,在重力的作用下,沿着过渡轨道自由下降。
在100千米左右的高度开始进入大气层(AB段)。
③再入大气层段飞行器在进入大气层后急剧地减速,这时由于空气摩擦使飞行器外壳温度剧烈升高(B点以下)。
④着陆阶段在15千米以下的高度,由降落伞将飞行器的速度从亚音速进一步减低到安全着陆速度(15千米高度以下到C点)。
5、飞行器的返回是一项复杂的技术。
在飞行器的设备舱上设有调整姿态的装置(即姿态控制系统),在制动火箭开始工作时,姿态控制系统能否正确地将飞行器的姿态调整到所需的方向,并保持这种姿态直到制动火箭工作结束,是飞行器能否正常返回的关键问题之一。
1959年8月13日,美国“发现者5号”卫星在返回时,在制动火箭点火后,卫星不知去向。
第二年2月,美国防部宣布发现了一颗新的人造卫星,并认为是某国的秘密卫星。
中国航天发展史
中国航天发展史1999年11月20日6时30分7秒,我国第一艘试验飞船“神舟”一号首发成功,中国成为继美、俄之后世界上第三个拥有载人航天技术的国家。
在完成了21个小时的空间科学试验后,于21日3时41分成功着陆。
“神舟”号试验飞船的成功发射和回收,成为我国航天史上的又一里程碑。
成功的日期1999年11月21日,离这一年结束的日子只有一个月零9天。
在7年时间里每天数着日历倒计时过日子的航天人中,许多人只想好好地睡上一觉。
但就是这样简单的愿望对很多人来讲,也是一个难以实现的奢望。
在新的战鼓声中,“神舟二号”又开始起步了。
正在驾驶隆隆天车挺进太空的中国航天人,必须为一个民族的理想去争分夺秒!不久,第二艘飞船“神舟二号”被制造出来,它的性能比“神舟一号”更加先进,保证安全与维持生命系统的设备安装的也更加充分。
2001年1月10日在XX卫星发射中心发射升空,飞行7天后成功返回地面。
这是我国第一艘正样无人飞船。
飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验,各种仪器设备性能稳定,工作正常,取得了大量数据。
与“神舟”一号飞船相比,“神舟”二号飞船的系统结构有了新的扩展,技术性能有了新的提高,飞船技术状态与载人飞船基本一致。
紧接着神舟三号飞船于2002年3月25日发射。
飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以与形体假人,能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。
“神舟”三号轨道舱在太空留轨运行180多天,成功进行了一系列空间科学实验。
2002年12月30日,“神舟”四号飞船的升空,是中国载人航天的最后一次预演,是载人航天工程实施以来技术要求最高、参试系统最全、难度最大的一次飞行试验,还面临载人航天发射以来最为严峻的考验:发射场有史以来罕见的严寒,最低气温接近-30℃,超过低温发射条件近10℃,且飞船发射已进入不可逆状态。
“神舟”四号飞船最后的成功发射,标志着中国载人航天工程经受住了无人状态下最全面的飞行试验考验,创造了中国航天史上低温发射的新纪录,也创造了世界航天史上火箭低温发射的奇迹。
初三语文第二次模拟试题原子弹、氢弹的爆炸、人造卫星的发射和回收,标志着我国科技的发
初三语文第二次模拟试题07.6.8第一部分选择题(共12分)一、从下列各题中选出正确的一项,将答案填在下面的方框内1A 摒.弃(bìng) 红桧.(guì) 一绺.(liǔ) 邂.逅(huò)B 御聘.(pìn) 蓦.然(mù) 卷.帙(juàn) 蜿.蜒(wān)C 热忱.(chén) 情愫.(sù) 强聒.(guō) 潋.滟(liàn)D 跻.身(jī) 怜悯.(mǐn) 绮.丽(yī) 分泌.(mì)2.下列标点符号使用有错误的一项是()A 好久之后,父亲又像问自己又像是问我:这人怎么了?B 清朝禁烟英雄林则徐有这样两句诗:“苟利国家生死以,岂因祸福避趋之。
”C 《雪》这篇文字(类似的还有《秋夜》等),比较接近于我国古代所说的“兴”体。
D 原子弹、氢弹的爆炸、人造卫星的发射和回收,标志着我国科技的发展达到了世界先进水平。
3.下列各句中,加点的成语使用恰当的一项是()A “神舟”六号发射直播时,几乎万人空巷....,人们在家里守着荧屏,街上静悄悄的。
B 目前中学语文教学的最大弊端是教师对课文条分缕...析.,这不仅影响了学生的思维能力的形成,也制约了学生创新能力的发展。
C 古今中外,许多名人先哲用他们讳莫如深....的语言道出了他们对大千世界的洞察,对人生万象的感悟。
D 教育部进一步放宽高校招生报考条件,各高校对大龄考生和应届生等量齐观....。
4.下列语句没有语病的一项是()A 你不敢轻视了静坐于酒馆一角独饮的老翁或巷头鸡皮鹤首的老妪,他们说不定就是身怀绝技的奇才异人。
B 一个天使般的微笑若能化解一个人多年的苦闷,就应该是无价的,也应该是解决困境的有效方法之一。
C “2006中国沈阳世界园艺博览会”是世界园艺博览会历届占地面积最大、活动最丰富、演艺最精彩的一次盛会。
D 这些陈旧的观念不清除,将会直接阻碍我们进一步深化改革的进行。
中国卫星发展史
中国卫星发展史
中国卫星发展史如下:
1、首次发射
1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红”1号由“长征一号”运载火箭一次发射成功。
卫星用20009兆周的频率,播送《东方红》乐曲。
“东方红”1号的发射,实现了毛泽东提出的“我们也要搞人造卫星”的号召。
它是中国的科学之星,是中国工人阶级、解放军、知识分子共同为祖国做出的杰出贡献。
2、发展阶段
从1974—2006年,中国先后进行了24次返回式卫星的发射,其中23颗返回式卫星顺利入轨,22颗成功回收,是中国最成功的航天计划之一。
用返回式卫星不仅可以进行遥感、微重力实验和新技术试验,还为中国掌握载人飞船返回技术提供了重要借鉴。
3、成熟阶段
在21世纪初的几年间,中国先后发射了返回式卫星3号、4号及实践8号卫星。
虽然它们都是在返回式卫星2号的卫星平台基础上进行升级设计,但无论在卫星功能上、轨道控制精度上、还是返回控制计算等整体性能方面都有较大的改进和提高,并且使卫星的飞行时间大大延长。
秘籍05 万有引力与航天-备战2023年高考物理抢分秘籍(原卷版)
秘籍05万有引力与航天概率预测☆☆☆☆题型预测选择题、计算题☆☆☆☆考向预测万有引力和圆周运动的综合万有引力与航天的成就是现代科技的主要体现,高考中的考查分量比较重。
高考中,解决此类问题要注意基础知识和基本方法的灵活应用,及时关注中国和世界航天的最新进展。
1.从考点频率看,卫星的各个物理量、同步卫星、第一宇宙速度、双星问题是高频考点、必考点,所以必须完全掌握。
2.从题型角度看,可以是选择题、计算题其中小问,分值7分左右,着实不少!一、人造卫星问题“人造卫星问题”是高考对万有引力定律的情境之一,也是综合考查匀速圆周运动与变速圆周运动知识的有效方法。
“人造卫星问题”题型涉及考点较多,物理情景有较大的变化空间,问题处理相对复杂,处理好该题型对深刻理解圆周运动有很好的促进作用。
“人造卫星问题”题型分类较多,例如:按轨道形状可分为“圆形轨道类”、“椭圆轨道类”、“转移轨道类”;按过程分为“卫星发射”“卫星变轨”“卫星追及”“卫星运行”等;按轨道特点分为“近地轨道”“同步轨道”;按求解问题可分为“比较类”“计算类”。
“人造卫星问题”题型的本质:以人造卫星为情境,考查对开普勒定律、牛顿运动定律、万有引力定律的理解与应用。
二、双星、多星问题双星和多星问题是万有引力与航天中的重要模型,在高考试题中时有涉及,难度不大。
解题的关键是掌握双星或多星模型的特点以及运动规律。
解决双星与多星问题,要抓住四点:一抓双星或多星的特点、规律,确定系统的中心以及运动的轨道半径;二抓星体的向心力由其他天体的万有引力的合力提供;三抓星体的角速度相等;四抓星体的轨道半径不是天体间的距离。
要利用几何知识,寻找星体之间各物理量的关系,正确计算万有引力和向心力。
双星与多星问题的主要应用类型及特点:(1)两颗星构成的双星系统;(2)三星系统(正三角形排列);(3)三星系统(直线等间距排列);(4)四星系统(正方形排列);(5)四星系统(三角形排列)。
人造卫星的使用方法及操作流程解析
人造卫星的使用方法及操作流程解析随着科技的进步和人类对外太空的探索,人造卫星已经成为了现代航天技术中不可或缺的一部分。
人造卫星的使用方法和操作流程对于航天事业的发展至关重要。
本文将围绕人造卫星的使用方法和操作流程展开讨论,以期加深对该领域的了解。
首先,人造卫星的使用方法主要包括发射、部署、轨道调整和数据接收等过程。
发射是指将人造卫星送入轨道的过程。
发射通常使用火箭来完成,这需要经过复杂的技术和仔细的计划。
在发射前,必须确保卫星以及相关设备和材料的完好,并进行性能测试和验证。
发射前的准备工作还包括地面测量、计算预测轨道和天气条件等。
一旦一切准备就绪,火箭将被点燃并发射入空中,将人造卫星送入特定的轨道。
部署是指在轨道上释放人造卫星的过程。
当卫星进入预定的轨道后,它将逐渐与火箭分离,舱门打开并释放卫星。
部署时需要确保良好的通信,以便控制卫星的位置和状态。
轨道调整是为了让卫星达到预期的轨道要求而进行的操作。
调整包括升轨、降轨、升降轨、轨道变换等。
这些调整通常是通过提供推力来改变卫星的速度和轨道。
调整过程中需要考虑诸多因素,例如天体引力、气压和目标轨道的要求等。
数据接收是卫星工作过程中最重要的环节之一。
卫星通过无线通信技术将获取的数据传回地面,这些数据可以用于科学研究、气象监测、导航定位等领域。
数据接收的过程需要地面站和卫星之间进行良好的通信,确保数据传输的稳定和高效。
其次,人造卫星的操作流程可以简单分为设计、制造、测试和运行四个阶段。
首先是设计阶段。
设计人造卫星的目标是根据使用需求确定卫星的功能和规格,包括载荷类型、通讯系统、能源供应等。
设计阶段需要工程师进行详细的研究和分析,确保卫星能够正常工作,并满足在预定轨道上所需的各项要求。
接下来是制造阶段。
在制造阶段,根据设计要求开始制造卫星的各个组件。
这个过程通常需要使用先进的材料和技术,并经过严格的质量控制。
制造阶段还包括组装、安装仪器和设备以及进行精确的校准等工作。
中国航空发展历史
神舟八号与天宫一号成功进行对接演练
2012年6月16日
神舟九号成功发射,刘洋成为中国第一位女航天员
2013年6月11日
神舟十号成功发射,中国第一次进行应用性飞行
2013年12月14日
中国无人驾驶飞船实现月球“实验空间实验室天宫二号
2016年10月17日
神舟十一号成功发射
2019年1月3日
嫦娥四号月球探测器在月球背面着陆
2020年6月23日
中国将最后一颗北斗卫星送入轨道,完成导航网络建设
2020年7月23日
中国向火星发射了无人探测器,开启对火星的首次独立任务
2020年11月24日
嫦娥五号发射,旨在收集月球材料
2020年12月1日
嫦娥五号探测器降落在月球表面
2021年4月29日
中国发射了天河,即未来空间站的第一个也是最大的模块
2021年5月15日
中国成为继美国之后第二个将机器人漫游车降落在火星表面的国家
2021年6月17日
神舟十二号成功发射,中国人首次进入自己的空间站
2021年10月16日
神舟十三号成功发射,进行中国空间站关键技术验证
2022年6月5日
2005年10月12日
神舟六号成功发射,中国首次进行多人多天载人航天飞行
2007年11月5日
中国第一颗绕月飞行器嫦娥一号进入月球轨道
2008年9月25日
神舟七号成功发射,宇航员实现中国首次太空行走
2010年10月1日
中国第二个月球探测器发射升空
2011年9月29日
中国第一个空间实验室天宫一号发射升空
2001年1月10日
神舟二号无人飞船成功发射,这是中国第一艘正样无人飞船
人造卫星如何绕地球运行?
人造卫星如何绕地球运行?人造卫星是为满足特定目标而发射到外层空间的设备。
它们能够围绕地球或其他天体进行轨道运动。
人造卫星的成功发射与运行离不开多个科学原理和技术手段的支持。
在本文中,我们将详细探讨人造卫星是如何绕地球运行的,包括轨道设计、力学原理、发射过程和运行控制等多个方面。
一、轨道设计卫星的轨道是其运行路径的具体依据,其设计通常基于卫星的使命和用途。
卫星可以分为不同的轨道类型,如低地轨道(LEO)、中地轨道(MEO)和高地轨道(GEO)。
每种轨道都有其特定的特性和适用场景。
低地轨道(LEO)低地轨道一般指距地面180公里至2000公里之间的区域。
这种轨道适合用于观察、成像和科研等任务,因其接近地球并能提供较高分辨率的图像。
例如,国际空间站(ISS)就运行在这个范围内。
中地轨道(MEO)中地轨道通常设定在2000公里至35786公里之间,这一轨道主要用于导航系统,如GPS卫星。
中地轨道下,卫星与地面用户间的信号时延较小,确保导航信息准确可靠。
高地轨道(GEO)高地轨道指的是距离地面约35786公里的位置。
卫星在此高度上若能以同步速度运动,便可保持相对于地面的固定位置,广泛运用于通信和气象监测等任务。
这种轨道的一个显著优点是可持续覆盖特定区域,不需频繁调整位置。
二、牛顿运动定律与万有引力人造卫星在绕地球运行时,离不开牛顿运动定律和万有引力法则。
万有引力牛顿在17世纪提出万有引力法则,认为物体间存在一种相互吸引的力。
人造卫星绕行地球,其运动受到地球引力的影响。
这种引力提供了向心力,使得卫星能够沿着圆形或椭圆形轨道稳定运行。
牛顿第二运动定律卫星在运行过程中,会受到多个力量作用,其中最重要的是引力。
这一点可通过牛顿第二运动定律来解释。
根据该定律,物体所受的合力等于其质量乘以加速度。
将卫星所受的引力与其休止状态所需的向心加速度结合,可以得出相关计算式:[ F = m a ]在此式中:(F)为太阳对卫星施加的引力。
中国探索宇宙大事记
中国成功发射了第一颗按地球静止轨道运行0年4月7日
中国成功发射美国的“亚洲1号”卫星,从此我国在国际商业卫星发射服务市场中占有一席之地。
1999年11月20日
中国成功发射第一艘宇宙飞船。
2003年10月15日
中国成功发射第一艘载人飞船“神州5号”,第二天成功回收。
2010年10月1日
中国成功发射“嫦娥2号”卫星,揭开中国探月工程二期序幕。
2011年9月29日
中国成功发射全新研制的首个目标飞行器“天宫一号”。
2011年11月1日
2012年6月24日
中国成功发射“神州8号”无人目标飞行器,并在11月3日凌晨与早前升空的天宫一号进行第一次交会对接,14日再次对接,17号神舟八号成功返回地面。
中国成功发射“神舟9号”飞船与天宫一号目标飞行器实现手控交会对接。这是中国载人航天首次手控交会对接成功,标志着中国全面掌握了空间交会对接技术。刘洋成为中国首位参与飞船实验操作工作的女航天员。
中国探索宇宙大事记
年代
事件
14世纪末,15世纪初
中国人万户做飞天试验。
1964年7月19日
中国第一枚内载小白鼠的火箭发射成功。
1970年4月24日
中国第一颗人造卫星“东方红1号”发射升空。
1975年11月26日~11月29日
中国继美、苏之后成功发射并回收了第一颗返回式卫星。
1981年9月20日
中国首次用一枚运载火箭发射了三颗卫星,成为苏、美、法之后第四个掌握“一箭多星”技术的国家。
2007年10月24日
中国成功发射第一个月球探测器“嫦娥1号”。
2008年9月25日
中国成功发射“神州7号”载人飞船。9月27人下午,航天员翟志刚首次出舱活动,成为中国实现太空行走的第一人。
专题5.14 卫星的发射和回收(原卷版)
高考物理100考点最新模拟题千题精练第五部分万有引力定律和航天专题5.14卫星的发射和回收一.选择题1.(2020湖南长郡中学三模)牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想,物体抛出的速度很大时,就不会落回地面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。
如图12所示,将物体从一座高山上的O点水平抛出,抛出速度一次比一次大,落地点一次比一次远,设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。
己知B是圆形轨道,C、D是椭圆轨道,在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力,永远地离开地球,空气阻力和地球自转的影响不计,则下列说法正确的是A. 物体从O点抛出后,沿轨道A运动落到地面上,物体的运动可能是平抛运动B.在轨道B上运动的物体,抛出时的速度大小为11.2 km/sC.使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道,这个圆轨道可以过O点D..在轨道E上运动的物体,抛出时的速度一定等于或大于16.7 km/s2.(2019安徽名校智慧联盟5月模拟)在发射人造卫星时,可利用地球的自转让卫星发射前就获得相对地心的速度,设地球表面的重力加速度在两极的大小为g o,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,将地球视为质量均匀分布的球体,则卫星利用地球自转能获得相对地心的最大速度为()A.()2T g gπ-B.()2g gTπ-C.()2g gTπ+D.()2T g gπ+.3.(2018湖南怀化期中联考)2017年6月19号,长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中出现变故,由于运载火箭的异常,致使卫星没有按照原计划进入预定轨道。
经过航天测控人员的配合和努力,通过多次轨道调整,卫星成功变轨进入同步卫星轨道。
卫星变轨原理图如图所示,卫星从椭圆轨道Ⅰ远地点Q改变速度进入地球同步轨道Ⅱ,P点为椭圆轨道近地点。
下列说法正确的是A. 卫星在椭圆轨道Ⅰ运行时,在P点的速度等于在Q点的速度B. 卫星耗尽燃料后,在微小阻力的作用下,机械能减小,轨道半径变小,动能变小C. 卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点加速度大于在同步轨道Ⅱ的Q点的加速度D. 卫星在椭圆轨道Ⅰ的Q点速度小于在同步轨道Ⅱ的Q点的速度4.(2018天星金考卷)假设将来一艘飞船靠近火星时,经历如图所示的变轨过程,则下列说法正确的是( )A.飞船在轨道Ⅱ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅰ上运动到P点的速度B.若轨道Ⅰ贴近火星表面,测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期,就可以推知火星的密度C.飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D.飞船在轨道Ⅱ上运动时的周期小于在轨道Ⅰ上运动时的周期5.(2016山西太原联考)某火星探测器的发射过程的简化图如图8所示,首先将该探测器发射到一停泊测试轨道,使探测器沿椭圆轨道绕地球运行,其中图中的P点为椭圆轨道上的远地点;再经一系列的变轨进入工作轨道,使探测器沿圆轨道绕火星运行。
中国航天的时间记事表
中国航天的时间记事表1964 年7 月19 日:中国正式迈出进入太空的第一步,发射并回收了一枚携带小白鼠的实验性生物火箭。
1970年4月24日:中国第一颗人造卫星东方红一号在西北部甘肃省酒泉发射中心发射升空。
这使中国成为继苏联、美国、法国和日本之后第五个将卫星送入轨道的国家。
1975 年11 月26 日:中国发射了第一颗可回收卫星。
1999 年11 月20 日:中国发射了第一艘无人飞船神舟一号。
2003年10月15日:中国成为继美国和俄罗斯之后第三个用自己的火箭将人送入太空的国家。
航天员杨利伟乘坐神舟五号飞船在太空中度过了大约21个小时。
2005 年10 月12 日:中国派出两名男子乘坐神舟六号飞船进行为期五天的飞行。
2007年11月5日:中国第一颗绕月飞行器嫦娥一号在起飞12天后进入月球轨道。
2008年9月25日:中国第三艘载人飞船神舟七号发射升空,宇航员从飞船中爬出,实现了我国首次太空行走。
2010 年10 月1 日:中国第二个月球探测探测器从西南部四川省的一个偏远角落发射升空。
2011 年9 月29 日:中国第一个空间实验室天宫一号或“天宫一号”发射升空,进行对接和轨道实验。
2011 年11 月3 日:中国首次在神舟八号飞船和天宫一号舱这两个无人驾驶飞船之间进行对接演练,这是确保长期载人太空存在的关键测试。
2013 年12 月14 日:中国无人驾驶飞船实现了自1976 年以来的首次“软着陆”,与美国和前苏联一起实现了这一壮举。
2016 年9 月15 日:中国发射了第二个实验空间实验室天宫二号,这是在2022 年左右拥有永久性载人空间站服务的更广泛计划的一部分。
2019 年1 月3 日:嫦娥四号月球探测器在月球背面着陆。
以前的航天器飞过远端但没有降落在上面。
2020 年6 月23 日:中国将其最后一颗北斗卫星送入轨道,完成了多年建设的导航网络,并为挑战美国拥有的全球定位系统(GPS) 奠定了基础。
浅探人造地球卫星从发射到回收过程中的几个问题
,
’
解析 : 以初 速度 发射后 能成 为人造 地球 卫星 ,
发 射速度 一定 大于 7 9k s现 以 2 发射 , 射 . m/ , 发
【 3 如 图 3所示 , 射人 例 】 发 造地球 卫星时 , 先把 卫星送 入近地
P
轨等一 系列过程. 以发 射同 D
步 卫 星 为 例 : 图 1所 示 , 如
首先, 利用第一级火箭 将卫 星送 到 1 O 0 m 的高 8 一2 0k 空, 然后依靠惯性进入 圆停
点 Q, 然后使 其沿椭圆轨道 到达远
B 飞船在轨道 1 上经 过 Q
⑨
图2
时 , 发射 的物体 就成为 人造地 球卫 星. 如果 发射 被 但
速度超过 了 1 . m/ , 星就 会挣 脱地 球 的引 力 , 1 2k s 卫
C 飞船在轨道 1 上经过 Q点 的加速度 大于它在 轨道 2 上经过 Q点的加速度 中机械能守恒 ,
速 度一 定大 于 1 . m/ , 过 了 1. m/ , 5 8k s超 12k s 此卫 星 不再绕地球 运行 , 能绕太 阳运行 , 者 飞到太 阳系 可 或 以外的空间去 了, C D选项正确. 故 、
二、 变轨 问题
,
,
由于在同一点 , 相 同 , 飞船 在轨道 1 经过 Q点 r 故 上
.
飞船发射途 中 C 飞船返 回途 中 .
B 在圆轨道 1 上运行 D 在圆轨道 3上运行 .
解 : 据 = 譬可 口 , 析① G , 一 由 根 得 √
《卫星变轨问题》导学案+练习
《卫星变轨问题》导学案学习目标:1. 知道卫星运行的动力学依据;2. 理解人造卫星的发射与回收知识;3. 培养学生探究问题的热情,乐于学习的品质.学习重点:理解人造卫星的发射、运行与回收的相关知识学习难点:知道人造卫星变轨中的速度与加速度变化情况学习流程一、人造卫星运行的基本原理人造卫星绕地球做 ,由万有引力提供向心力,即轨道半径r 确定后,与之对应的卫星线速度、角速度、周期、向心加速度也都是确定的。
一旦卫星发生变轨,即轨道半径r 发生变化,上述物理量都将随之变化。
同理,只要上述物理量之一发生变化,另外几个也必将随之变化。
二、变轨运行分析1、渐变由于某个因素的影响使卫星的轨道半径发生缓慢的变化(逐渐增大或逐渐减小),由于半径变化缓慢,卫星每一周的运动仍可以看做是匀速圆周运动。
解决此类问题,首先要判断这种变轨是离心还是向心,即轨道半径是增大还是减小,然后再判断卫星的其他相关物理量如何变化。
如:人造卫星绕地球做匀速圆周运动时,都会受到稀薄大气的阻力作用。
如果不及时进行轨道维持(即通过启动星上小型火箭,将化学能转化为机械能,保持卫星应具有的速度),卫星就会自动变轨,偏离原来的圆周轨道,从而引起各个物理量的变化。
试分析这些量怎样变化?2、突变由于技术上的需要,有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机,使飞行器轨道发生突变,使其到达预定的目标。
如:发射高轨道卫星时,通常先将卫星发送到近地轨道Ⅰ,使其绕地球 做匀速圆周运动,速率为v 1,第一次在P 点点火加速,在短时间内将速率由 v 1增加到v 2,使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ;卫星运行到远地点Q 时的速率为v 3,此时进行第二次点火加速,在短时间内将速率由v 3增加到v 4,使卫 星进入高轨道Ⅲ,绕地球做匀速圆周运动。
试比较卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道 上经过P 、Q 两点时的速度和加速度的大小?rv m 2∴v = =2rMm G = r m 2ω ∴ω= r Tm 2)2(π ∴T =T三、例题分析例1.某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆.由于阻力作用,人造卫星到地心的距离从r 1慢慢变到r 2,用v l 、v 2分别表示卫星在这两个轨道上的速率,则( )A .r 1<r 2,v 1< v 2B .r 1>r 2,v 1< v 2C .r 1<r 2,v 1> v 2D .r 1>r 2,v 1> v 2例2.人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km ,远地点为340km 的的椭圆轨道,在飞行第五圈的时候,飞船从椭圆轨道运行到以远地点为半径的圆行轨道上,如图所示,试处理下面几个问题:(1)飞船在椭圆轨道1上运行,Q 为近地点,P 为远地点,当飞船运动到P 点时 点火,使飞船沿圆轨道2运行,以下说法正确的是( ) A .飞船在Q 点的万有引力大于该点所需的向心力 B .飞船在P 点的万有引力大于该点所需的向心力C .飞船在轨道1上P 的速度小于在轨道2上P 的速度D .飞船在轨道1上P 的加速度大于在轨道2上P 的加速度(2)假设由于飞船的特殊需要,美国的一艘原来在圆轨道运行的飞船前往与之对接,则飞船一定是( )A .从较低轨道上加速B .从较高轨道上加速C .从同一轨道上加速D .从任意轨道上加速例3.发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送人同步圆轨道3。
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使卫星加速到v1, 使
mv12 R
G
Mm R2
mv2 R
G
Mm R2
1
F引
2
v
L
v2
F引
mv22 L
G
Mm L2
使
卫
星
进
v3
入
更
v2
高
轨
道
做
圆
周
运 动
使卫星加速到v3,使
mv32 L
G
Mm L2
非
远
地
点
v’
变
v
轨
向 高 轨 卫 星 的 发 射
卫 星 的 回 收
一.卫星的变轨问题:
③
② 发射 ①
⑤
⑧
⑦
近
地 变
⑥
轨
④ 轨道修正
对接问题:宇宙飞船与空间站的对接
• 空间站实际上就是一个载有人的人造卫星, 那么,地球上的人如何登到空间站,空间站 上的人又如何返回地面?这些活动都需要通 过宇宙飞船来完成,这就存在一个宇宙飞船 与空间站对接的问题。
•思考:能否把宇宙飞船先发射到空间站的同 一轨道上,再通过加速去追上空间站实现对 接呢?
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
③
发射
②
①
近 地 变 轨
④ 轨道修正
转移轨道
⑤
⑧ ⑦
⑥
3. 2007年10月24日,“嫦娥一号”卫星星箭分离,卫星进入 绕
第一次变轨:
点火加速: v2>v1 v4
在椭圆轨 道上运行:
v2>v3
v3 v1
第二次变轨:
点火加速: v4>v3
在圆轨道上 稳定运行:
v1>v4
v2
v2>v1>v4>v3
“变轨”问题:
1.分析思路: 定态运行:看公式 加速度关系呢?
动态变轨: 析供需 2.典型实例:
a=v2/r仅适用于圆周运动
1)圆轨道与椭圆轨道的互变:
下说法正确的是( BD )
• A、在轨道3上的速率大
3 2
于1上的速率 • B、在轨道3上的角速度
1
P·
Q
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
“嫦娥奔月” 图(视频)16
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。(D)
• 不行,因为飞船加速后做离 心运动会偏离原来的圆轨道 而无法与空间站对接。飞船 首先在比空间站低的轨道运 行,当运行到适当位置时, 再加速运行到一个椭圆轨道。 通过控制轨道使飞船跟空间 站恰好同时运行到两轨道的 相切点,便可实现对接,如 图所示.
飞船
空间站
4:在太空中有两飞行器a、b,它们在绕地球 的同一圆形轨道上同向运行,a在前b在后,
6、如图所示.卫星由地面发射后,经进入地月转移轨道,
再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已
知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨
道的半径之比为b,卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视
为做匀速圆周运动,则(
) AC
A.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度
A点: 圆→ 加速 →椭圆 近地点 椭圆→减速 →圆
A
B B点: 圆→ 减速 →椭圆
远地点 椭圆→加速 →圆
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
然后,卫星在P点又经过两次“刹车制动”,最终在距月
球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动,如
图所示,则下列说法正确的是(B D
)
A. 卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比沿轨道Ⅰ运动的周期长
B. 卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比沿轨道Ⅰ运动的周期短
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,试写出月球表面重转力移轨加道速度的表达式。
人造卫星的发 _____________________________________________ 射和回收
变轨问题
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。………..
它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动
机,现要想b 尽快追上a 并完成对接,b应采
取的措施是( B) A、沿运动方向喷气
B、先沿运动方向喷气,后沿运动反方向喷气
C、沿运动反方向喷气
D、先沿运动反方向喷气,后沿运动方向喷气
1、卫星变轨问题
5.发射地球同步卫星时,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运动,最后再 次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道2与轨道1 相切于近地点Q,轨道2与轨道3相切于远地点P, 如图所示。设卫星在圆轨道1运动的速率为V1,在 圆轨道3运行的速率为V3,在椭圆轨道2的近地点的 速率为V2,在远地点的速率为V4,则: 它们的速度大小关系为__________;设卫星在圆 轨道1运动到Q点加速度为a1,在椭圆轨道2运行到 Q点的加速度为 a2,在椭圆轨道2运动到P点的加 速度为a3,在圆轨道3运动到P 点的加速度为a4,则加速度大 小关系为_____________。
之比为(a/b)1/2
B.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期
之比为(b/a)1/2
C.卫星从停泊轨道进入地月转移轨道时,
卫星必须加速
D.卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的
第一宇宙速度
7.2007年11月5日,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移
轨道到达月球,在距月球表面200km的P点进行第一次
“刹车制动”后被月球俘获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,