人造卫星的发射、运行

v1=7.9km/s F引
R
Mm v2 思考： mg G 2 m R R
讨论：
M 5.98 1024 kg
当卫星运行的速度 从牛顿提出设想到第一颗人造 v1 7.9km/s gR 6.37，卫星还能 106 9.8 7.9km/s 大于 卫星上天，历时近三百年，这 11 24 绕地球做圆周运动吗？ GM 6.67 10 5.98 10
r
将卫星的运动看成匀速圆周运动， v w T a 与卫星质量无关 其所需向心力由万有引力提供
Fra Baidu bibliotek“一定全定”
v1=7.9km/s
F引 F向
角速度、周期与半径 速度越小、角速度越小、周期越长。 v1是最小近地发射速度，也是最大运行速度（近地卫星） 的关系?
GM F引 a ma 2 设地球和卫星的质量 r 2 v GM 分别为M 卫星到 m和m, v 2 Mm r r G 2 地心的距离为 r , r mr 2 GM 推导：卫星运动的向 r3 2 3 2 r 心加速度、线速度、 mr T 2 不同轨道上运行的卫星，轨道半径越大，线 T GM
结束语
• 浩瀚的宇宙就像一座丰富的宝藏，吸引 着人类的目光，激励人们去探索其博大 和神秘。目前，开发太空资源，开创空 间产业，实现太空居住筹造福人类之举， 已逐渐成为航天活动的主旋律。想了解 更多的航天知识吗？想在航天方面发挥 自己的能力吗？请阅读相关书目，上网 去找相关资料，广泛的收集航天科学知 识，努力学习将来你一定能实现梦想。
四、同步通讯卫星
1、地球同步卫星相对于地面静 止，周期与地球相同。 2、同步卫星的轨道如何确定? 同步卫星必须位于赤道平面上空。 2 Mm 2 G 2 mr r T 2 GMT r3 Rh 2 4
2 GMT 7 h 3 R 3 . 6 10 m 2 4
本课小结
一、卫星的发射原理、三种宇宙速度
a GM r2
二、卫星的运行(圆周轨道)
v
原理： mg=GMm/r2=ma=mv2/r=mrω 2=mr4π 2/T2 结论:卫星运动与m无关；v、ω 、T由r唯一决定 三、卫星的变轨 四、同步卫星

GM r
GM r3
4 2 r 3 T GM
中国航天
山东科学技术出版社 高中 必修二 物理
人造卫星的发射、运行和变轨
（第五章 第二节 第一课时）
单位：章丘中学 主讲人：孙法永
你相信有千里眼，顺风耳吗？
这些实景都是通过哪一双 千里眼观察到的？
章 丘 中 学
“东方红一号”
技术试验卫星
科学卫星
气象卫星
导航卫星
空间站
测地卫星
军事卫星
资源卫星
通信卫星
想一想:卫星是怎样发射上去的呢？
竞相发展的全球卫星导航系统
美国GPS
俄罗斯GLONASS
中国北斗
欧盟伽利略
在中国航天业上 哪些是火箭？ 哪些是宇宙飞船？ 哪些是空间站？
• 火箭：长征一号、长征二号E、长征二号F • 宇宙飞船：神舟一号、神舟二号、神舟三号、 神舟五号、神舟六号、神舟七号、神舟八号 • 空间站：天宫一号与神舟九号、神舟十号对 接
R
h
r
F向
F引
F2
F 向= F 引
同步卫星离地面高度36000公里
任何卫星轨道平面 必过地心
同步卫星的特点
1. 周期 T = 24h 2. 轨道平面在赤道平面内 3. 离地高度h = 36000km 4. r、v、ω、T、an的大小“全部固定”
走进高考
（山东2011）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲 为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运 行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下 判断正确的是（ AC） A．甲的周期大于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度 C．甲的加速度小于乙的加速度 D．甲在运行时能经过北极的正上方
在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时， 一、人造卫星： 物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋 转，成为一颗人造地球卫星。简称人造卫星。
1.牛顿人造地球卫星设想图
v 增大
人造地球卫 星的最小发射 速度有多大呢？
平抛 洲际 导弹 人造 卫星
2、第一宇宙速度（环绕速度）
当物体以最小的近地发射速度发射 时 ，卫星刚好能在地球表面附近 作匀速圆周运动，此时轨道半径r 近似等于地球半径R 卫星做圆周运动的向心力由万有引 力提供，万有引力近似等于重力mg， 根据牛顿第二定律得:
讨论:
高轨道上 运行的卫星速 度小，是否越 容易发射呢？ 这取决于 卫星的发射 速度，而不 是运行速度。
三、人造地球卫星的变轨
卫星发射
卫星发射的轨迹
卫星的变轨
小组讨论，比较下列速度大小
v3
B
v4
v1
v1 ＞ v4 v1 ＜ v2
v3 ＜ v4
A
v2
嫦娥一号发射全过程
高考变形
（全国2011）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 c 化，则在每次变轨完成后与变轨前相比（ ） A．卫星速度增大，角速度减小 B．卫星速度增大，角速度增大 C．卫星速度减小，角速度减小 D．卫星速度减小，角速度增大
v2 是为什么？ R 6.4 10
6
R 6.37 v>7.9km/s 106 m
7.9km/s
神舟七号发射
3、第二宇宙速度 （脱离速度）
v2= 11.2km/s
4、第三宇宙速度 （逃逸速度）
11.2km/s<v<16.7km/s V3≥16.7km/s
太阳
太阳
太阳
二、卫星的运行(圆周轨道)