宇宙航行-人造卫星-课件ppt

(R h)2
T
h
3
GMT 2
4 2
R
3
R2gT 2
4 2
R
3.6107(m)
可概括为几个“一定”
①轨道平面一定,其运行轨道平面在赤道平面内； ②周期一定,即运行周期等于地球自转周期（24 h） ③高度一定，即离地面高度一定（h=36000 km） ④线速度一定，即运行速度一定（v≈3.1km/s）
4
卫星运行的规律
卫星运动的加速度a、线
速度v、角速度ω、周期T
与轨道半径r的关系？
卫星运行的规律
（1）卫星运动的加速度a 与轨道半径r的关系？
由 G M m =ma 得：a＝
r2
GM r2
卫星运行的规律
（2）卫星运动的线速度v 与轨道半径r的关系？
(2)由 GMr2m=mvr2
得：ｖ＝
GM r
一、卫星的轨道 三、近地卫星 二、运行的规律 四、同步卫星
规律：高轨低速长周期 几个”一定 “
§6.5 宇宙航行
卫星运行的规律
（3）卫星运动的角速度
ω与轨道半径r的关系？
(3)由
G
M m =mω2r r2
得：ω＝
GM r3
卫星运行的规律
（4）卫星运动的周期T与 轨道半径r的关系？
(4)由G
M
m
２π =m(
2
)r
r2
T
得：Ｔ＝
4π2r3
GM
规律：高轨低速长周期
卫星运动的加速度、线速度、角速度、向心加速度和周期：
轨道中心
地心
__万_有__引__力_ 提供向心力
应领导悟：哪种轨道可以使卫星稳定运行？
√
√
√
为什么不能稳定运行
？
北
F2
西
赤道平面
F1
F3
东
？
南
人 造 卫 星 的 轨 道 §6.5 宇宙航行
立体
赤道平面
平面
所有卫星都在以地心为圆心的轨道上
二、卫星运行的规律
1
3 2
将各种卫星 绕地球运动 都近似看成 匀速圆周运 动
知行并进，学以致用
2．(多选)如图所示，a、b、c是地 球大气层外圆形轨道上运行的三颗 行星，a和b的质量相等，且小于c
的质量，则 ( ABD )
A．b所需向心力最小 B．b、c的周期相等且大于a的周期 C．b、c的向心加速度大小相等， 且大于a的向心加速度 D．b、c的线速度大小相等，且小 于a的线速度
各种各样的卫星……
2020/6/6
第1一、分宇子宙动理速论度内容的？两种 表2达、分式子？力及随分其子数之值？
间距离的关系？
情景导入
79倍
人类直到1957 年，前苏联才 发射了第一颗 人造卫星。
一、人造卫星的轨道 §6.5 宇宙航行
合作导论：卫星的轨道
观察卫星的可能轨 道，总结卫星轨道 的特点（提示：卫 星仅受地球的万有 引力）
5.06103 s 84.3min
我们能否发射一颗周 期为80min的卫星？
地球同步卫星
圆轨道在赤道平 面，即在赤道的 正上方；周期与 地球自转周期相 同，为24小时； 相对地面静止， 绕行方向为自西 向东。
同步卫星的距地面的高度是否固定？
能否计算出同步卫星的高度呢？
G Mm m( 2 )2 (R h)
高考链接：2011山东理综第17题
（多选）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
§6.5 宇宙航行
不一定 4）离地面越高,向向心心加力速度越—小
运动规律应领导悟 v v v v 1 -- 2 -- 3 -- 4
1
3 2
4
T1 --T2-- T3--T4
近地卫星
近地卫星：是指卫星的轨道 半径近似等于地球半径
2020/6/6
自主导学：求近地卫星的周期
由
G
M m =m(２π)2r 得：
r2
T
r=R T 2 r3 GM 地
同步卫星的应用：主要用于通信
3颗同步卫星可实现全球覆盖
所 以 也 叫 通 信 卫 星
§6.5 宇宙航行
同步卫星的应用
§6.5 宇宙航行
同步卫星的应用
知行并进，学以致用
1．(多选)下列关于地球同步卫星的说法正确的是
( BD)
A．它的周期与地球自转同步但高度和速度可以 选择，高度增大速度减小。
B．它的周期、高度、速率都是一定的。 C．我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空。 D．我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空。
a (1)由 G M m=ma来自百度文库r2
得：
＝
GM r2
(2)由
G
Mm r2
=m
v2 r
得：ｖ＝
GM r
(3)由
G
M m =mω2r r2
得：ω＝
GM r3
(4)由 G
M
m
２π =m(
2
)r
r2
T
得：Ｔ＝
4π2r3
GM
(a、V 、ω 、T ) 由 r 唯 一决定
智慧课堂：应领导悟
1）离地面越高，线速度越—小— 2）离地面越高，周期越—长— 3）离地面越高，角速度越—小—