人造卫星课件讲解
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东方红一号PPT演示课件
• 东方红1号卫星重173千克。 • 于1970年4月24日21时35分用“长征一号”运载火箭(CZ-
1)”载着“东方红一号”卫星从中国西北酒泉卫星发射中心 发射升空，21时48分进入预定轨道
2
3பைடு நூலகம்
4
主要任务
• 人航天，并提交发展中国载人航天事业的报告，得毛泽东亲笔批示 “同意”。东方红一号”卫星的主要任务是进行卫星技术试验、探测 电离层和大气层密度。卫星为近似球形的72面体，质量173千克，直 径约1米、采用自旋姿态稳定方式，转速为120/分，外壳表面由按温 度控制要求经过处理的铝合金为材料，球状的主体上共有四条二米多 长的鞭状超短波天线，底部有连接运载火箭用的分离环。卫星飞行轨 道为近地点439公里、远地点2384公里、轨道平面和地球赤道平面为 倾角68.5度的近地椭圆轨道，运行地球一圈周期为114分钟。“东方 红一号”卫星除了装有试验仪器外，还可以以20兆赫的频率发射《东 方红》音乐，该星采用银锌电池为电源。“东方红一号”卫星设计工 作寿命20天（实际工作寿命28天），期间把遥测参数和各种太空探测 资料传回地面，至同年5月14日停止发射信号。“东方红一号”卫星 的发射成功使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个 完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家。虽比它苏联发射第一 颗人造卫星“斯普特尼克一号”晚了13年，它的质量超过了前四个国 家第一颗卫星质量的总和。从此中国正式加入了“太空俱乐部”，发 射成功后，钱学森向中央提出中国应该发展载
• “东方红一号”卫星以火车运输时，铁路沿线每两根电线杆间由一位荷枪实弹的卫兵守卫。于1970 年4月24日21时35分用“长征一号”运载火箭(CZ-1)载著“东方红一号”卫星从中国西北酒泉卫星 发射中心发射升空，21时48分进入预定轨道。
1)”载着“东方红一号”卫星从中国西北酒泉卫星发射中心 发射升空，21时48分进入预定轨道
2
3பைடு நூலகம்
4
主要任务
• 人航天，并提交发展中国载人航天事业的报告，得毛泽东亲笔批示 “同意”。东方红一号”卫星的主要任务是进行卫星技术试验、探测 电离层和大气层密度。卫星为近似球形的72面体，质量173千克，直 径约1米、采用自旋姿态稳定方式，转速为120/分，外壳表面由按温 度控制要求经过处理的铝合金为材料，球状的主体上共有四条二米多 长的鞭状超短波天线，底部有连接运载火箭用的分离环。卫星飞行轨 道为近地点439公里、远地点2384公里、轨道平面和地球赤道平面为 倾角68.5度的近地椭圆轨道，运行地球一圈周期为114分钟。“东方 红一号”卫星除了装有试验仪器外，还可以以20兆赫的频率发射《东 方红》音乐，该星采用银锌电池为电源。“东方红一号”卫星设计工 作寿命20天（实际工作寿命28天），期间把遥测参数和各种太空探测 资料传回地面，至同年5月14日停止发射信号。“东方红一号”卫星 的发射成功使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个 完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家。虽比它苏联发射第一 颗人造卫星“斯普特尼克一号”晚了13年，它的质量超过了前四个国 家第一颗卫星质量的总和。从此中国正式加入了“太空俱乐部”，发 射成功后，钱学森向中央提出中国应该发展载
• “东方红一号”卫星以火车运输时，铁路沿线每两根电线杆间由一位荷枪实弹的卫兵守卫。于1970 年4月24日21时35分用“长征一号”运载火箭(CZ-1)载著“东方红一号”卫星从中国西北酒泉卫星 发射中心发射升空，21时48分进入预定轨道。
《15 人造地球卫星》课件1
小结：
人造卫星绕地球飞行与乒 乓球作圆周运动是同样的 道理，只不过这时的拉力 不是绳子而是地球引力。
同步卫星
有一种卫星叫做地球的同步卫星。我们从 地面上看，它好像是静止在空中不动。 那么，这种卫星真的是静止在空中不动吗？
美国实用 型导航卫 星
气象卫星
欧洲红外天文卫星
侦察卫星
日本地球资源 卫星
讨论：人造卫星有哪些重要的用途？
活动2：模拟人造卫星飞行
人类真了不起！能把这么多 的卫星送上太空！那么这些 人造卫星绕地球飞行为什么 不掉下来呢？让我们用实验 模拟一下 ！
步骤： 1.在乒乓球上扎一个小孔。 2.将棉线的一端系上一个小木棍， 将小木棍送入乒乓球孔内，拉紧棉 线。 3.把棉线的另一端捏在手中，并举 过头顶，让乒乓球做圆周运动。
什么是卫星？
卫星是指在围绕行星轨道上运行
的天然天体或人造天体。பைடு நூலகம்
地球有几颗天然卫星？
地球除了天然存在的一颗
卫星——月球以外，人类 根据不同的目的和需求， 发射了各式各样的人造卫 星。
活动1：多种功能的卫星
1957年10月4日，前苏联成功发射了 人类历史上第一颗人造卫星。它是 人类进入太空的见证，反映了航天 技术的杰出成就。今天我们就来聊 聊人造卫星的话题。
中小学优质课件人造卫星课件.ppt
3、同步卫星只有一个轨道，且这个轨道一定在赤道的上
空。轨道高度按下式来计算：
= GMm
(R+h)2
m 4π2 T2
(R+h)
GMm mg≈
R2
3
h = GMT2 －R=3.56×107m
4π2
3
= h R2gT2 －R
4π2
4、同步卫星的运行速度：V=ω(R+h) = 2π (R+h)=3.1km/s
2、角速度随轨道半径的关系：
GMm = mω2r
r2
ω=
GM r3
可见：卫星绕行的角速度随轨道半径增大而减小。
3、周期随轨道半径的关系：
= GMm
r2
m 4π2 T2
r
= T
4π2r3
GM
可见：卫星绕行的周期随轨道半径增大而增大。
三、宇宙速度
1、第一宇宙速度
(1)推导：设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星到地心的距离为 r，卫星 运动的速度为V.
解：虽然距地面高的卫星运行速度比靠近地面的卫星运行 速度小，但是，向高轨道发射卫星却比向低轨道发射卫星 要困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的 引力做更多的功，所以高轨道卫星需要的发射速度比低轨 道卫星的发射速度大。该说法是错误的。
3、金星的半径是地球半径的0.95倍，质量是地球的0.82倍，
二.人造卫星的绕行速度、角速度、周期和轨道半径的关系
基本思路：把卫星围绕地球的运动看成是一种匀速圆周运动，则所受的引 力充当其作圆周运动的向心力。
二.人造卫星的绕行速度、角速度、周期和轨道半径的关系
1、线速度随轨道半径的关系：
GMm = mV2
r2
人造卫星小知识课件
卫星导航原理
01
导航信号
卫星导航系统通过发射无线电导航信号，为地面用户提供位置、速度和
时间信息。导航信号通常包括伪距测量信号、载波相位测量信号等。
02 03
定位原理
利用卫星导航信号，地面用户可以通过测量伪距和载波相位等信息，解 算出自身的位置、速度和时间。通常采用最小二乘法等优化算法进行定 位解算。
人造卫星的发展历史
早期探索
20世纪初，科学家们开始研究如 何将飞行器送入太空。经过数十 年的理论研究和技术实验，人类 终于掌握了制造和发射卫星的关
键技术。
第一颗人造卫星
1957年10月4日，苏联成功发射 了世界上第一颗人造卫星“斯普 特尼克1号”（Sputnik 1），标
志着人类正式进入太空时代。
人造卫星小知识课 件
目录
• 人造卫星概述 • 人造卫星的技术原理 • 人造卫星的应用领域 • 人造卫星的未来展望 • 人造卫星与我们的生活 • 人造卫星常识拓展
01
人造卫星概述
人造卫星的定义
• 定义：人造卫星是由人类制造、发射并控制运行于地球大气层 外的飞行器。它们围绕地球或其他行星运行，执行各种科学、 技术、军事和商业任务。
卫星通信使得地球上任何地方的移动通信成为可能，即便在偏远 地区也能实现电话、短信、数据传输等业务。
宽带互联网接入
通过卫星通信技术，为农村、偏远地区提供宽带互联网接入服务， 消除数字鸿沟，促进教育、医疗等资源的均衡分配。
应急通信
在自然灾害、区与外界的通信联系。
通过卫星观测地球，保护我们的家园
气象观测
气象卫星可以实时监测全球范围内的气象变化，为天气预报、气 候研究提供重要数据支持。
环境监测与保护
专题课：人造卫星问题课件(24张)
【重点】 (1)人造卫星运行参量比较．
(2)地球同步卫星．
【难点】 卫 星(飞船、探测器、空间站)变轨问题．
教学建议
本节研究人造卫星问题，包括飞船、探测器、空间站问题，本节内容的教学应首先从人 造卫星的动力学分析入手，定量探讨出人造卫星各个运行参量的决定关系式，据此可进一 步研究人造卫星的变轨问题和同步卫星问题．
学习互动
考点一
人造卫星运行参量的比较
例1
(多选)如图Z2－1所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内沿圆形轨道运 )
动的三颗卫星，则(
A．b、c的角速度相等，且大于a的角速度 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 图Z2－1
v1<v3<v2 角速度 ω1＝ω 自 ω2＝ ω3＝ω 自＝
ω1＝ω3<ω2 向心加速度 a1＝ω2 1R a2＝ω2 2R＝ a3＝ω2 3(R＋h)＝
a1<a3<a2
学习互动
考点二
地球同步卫星
[答案] CD
[ 解析 ] 根据万有引力提供向心力可得 v ＝ GM r ，T＝2π r3 GM ，a＝ GM r2 ，“天宫
学习互动
[答案] D
[解析] 由于东方红二号卫星是同步卫星， 则其角速度和赤道上的物体角速度相等， 可得： a＝ω2r， 由于 r2>r3， 则可以得出： a2>a3； 又由万有引力定律有： G Mm r2 ＝ma， 且 r1<r2，
则得出 a2<a1, 故选项 D 正确．
学习互动
[答题要点] 解决本题的关键是认清三个物体(赤道上的物体、近地卫星、同步卫星)之 间的关系．
(2)地球同步卫星．
【难点】 卫 星(飞船、探测器、空间站)变轨问题．
教学建议
本节研究人造卫星问题，包括飞船、探测器、空间站问题，本节内容的教学应首先从人 造卫星的动力学分析入手，定量探讨出人造卫星各个运行参量的决定关系式，据此可进一 步研究人造卫星的变轨问题和同步卫星问题．
学习互动
考点一
人造卫星运行参量的比较
例1
(多选)如图Z2－1所示，a、b、c是在地球大气层外同一平面内沿圆形轨道运 )
动的三颗卫星，则(
A．b、c的角速度相等，且大于a的角速度 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 图Z2－1
v1<v3<v2 角速度 ω1＝ω 自 ω2＝ ω3＝ω 自＝
ω1＝ω3<ω2 向心加速度 a1＝ω2 1R a2＝ω2 2R＝ a3＝ω2 3(R＋h)＝
a1<a3<a2
学习互动
考点二
地球同步卫星
[答案] CD
[ 解析 ] 根据万有引力提供向心力可得 v ＝ GM r ，T＝2π r3 GM ，a＝ GM r2 ，“天宫
学习互动
[答案] D
[解析] 由于东方红二号卫星是同步卫星， 则其角速度和赤道上的物体角速度相等， 可得： a＝ω2r， 由于 r2>r3， 则可以得出： a2>a3； 又由万有引力定律有： G Mm r2 ＝ma， 且 r1<r2，
则得出 a2<a1, 故选项 D 正确．
学习互动
[答题要点] 解决本题的关键是认清三个物体(赤道上的物体、近地卫星、同步卫星)之 间的关系．
人造地球卫星动画文字演示课件
设备。
姿态调整策略
根据需要，姿态控制系统可以采 用不同的调整策略，如三轴稳定、
自旋稳定等。这些策略根据卫星 的特点和应用需求选择。
05
人造地球卫星的应用
通信应用
卫星通信
人造地球卫星可以作为中继站， 在地面终端之间传输信号，实 现远距离通信。
卫星电视
通过卫星电视，人们可以接收来自 不同国家的电视节目，提高信息获 取的广度。
02
人造地球卫星基本知识
人造地球卫星的定义
总结词
人造地球卫星是指绕地球轨道飞行的人造天体。
详细描述
人造地球卫星是人为制造的，以机械能、电能、化学能等形式的能量为动力，围 绕地球轨道飞行的人造天体。它通常被用于通信、气象预测、地球资源勘测、军 事侦察等领域。
人造地球卫星的组成
总结词
人造地球卫星主要由卫星平台和有效载荷组成。
地理因素
考虑地球的自转、纬度、 磁场等地理因素，以选择 最佳的发射方向和时间。
避免干扰
避免与其他航天器或地面 设备产生干扰，以确保发 射的安全。
发射阶段
燃料加注
将燃料加注到卫星和火箭中，为发射提供动 力。
发射升空
点燃火箭，将卫星送入预定轨道。
发射倒计时
进行发射前的倒计时，确保所有设备准备就 绪。
轨道调整
各国卫星发展情况 介绍各国人造地球卫星的发展情况，包括主要卫星、发射时间、 发射目的等。
未来发展趋势与展望
技术创新与发展
分析当前人造地球卫星技术的发展趋势，如小型化、微型化、智 能化等。
应用领域的拓展
介绍人造地球卫星在未来将在哪些领域得到更广泛的应用，如气 象、通信、资源探测等。
国际合作与竞争
分析国际间在人造地球卫星领域的合作与竞争情况，以及未来的 发展趋势。
姿态调整策略
根据需要，姿态控制系统可以采 用不同的调整策略，如三轴稳定、
自旋稳定等。这些策略根据卫星 的特点和应用需求选择。
05
人造地球卫星的应用
通信应用
卫星通信
人造地球卫星可以作为中继站， 在地面终端之间传输信号，实 现远距离通信。
卫星电视
通过卫星电视，人们可以接收来自 不同国家的电视节目，提高信息获 取的广度。
02
人造地球卫星基本知识
人造地球卫星的定义
总结词
人造地球卫星是指绕地球轨道飞行的人造天体。
详细描述
人造地球卫星是人为制造的，以机械能、电能、化学能等形式的能量为动力，围 绕地球轨道飞行的人造天体。它通常被用于通信、气象预测、地球资源勘测、军 事侦察等领域。
人造地球卫星的组成
总结词
人造地球卫星主要由卫星平台和有效载荷组成。
地理因素
考虑地球的自转、纬度、 磁场等地理因素，以选择 最佳的发射方向和时间。
避免干扰
避免与其他航天器或地面 设备产生干扰，以确保发 射的安全。
发射阶段
燃料加注
将燃料加注到卫星和火箭中，为发射提供动 力。
发射升空
点燃火箭，将卫星送入预定轨道。
发射倒计时
进行发射前的倒计时，确保所有设备准备就 绪。
轨道调整
各国卫星发展情况 介绍各国人造地球卫星的发展情况，包括主要卫星、发射时间、 发射目的等。
未来发展趋势与展望
技术创新与发展
分析当前人造地球卫星技术的发展趋势，如小型化、微型化、智 能化等。
应用领域的拓展
介绍人造地球卫星在未来将在哪些领域得到更广泛的应用，如气 象、通信、资源探测等。
国际合作与竞争
分析国际间在人造地球卫星领域的合作与竞争情况，以及未来的 发展趋势。
人造卫星--宇宙速度(教学课件201911)
=
mV2
r
V gr地 9.8103 6.4103 7.9km / s
第一宇宙速度是地球卫星的最小发 射速度。
2.第二宇宙速度（脱离速度）
V 11.2km/ s
（卫星挣脱地球束缚的最小发射速度）。
3.第三宇宙速度（逃逸速度）
V 16.7km/ s
（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）。
⑶.根据
G
Mm r2Fra bibliotekm 2
T
2
r，可得卫星运行
的周期为T = 4p 2r3 ；
GM
r 即 越大，T 越大
由⑴、⑵、⑶式可以看出卫星 的线速度随高度增大而减小，角速 度随高度增大而减小，周期随高度 增大而增大。在周期、角速度、线 速度和轨道半径四个物理量中，一 个量发生变化时，另外三个量一定 同时变化。
人造卫星 宇宙速度
主讲:刘新发
一.人造卫星
1.定义:在万有引力作用下,绕地球做匀 速圆周运动的物体,称为人造卫星.
2.发射原理
3.人造卫星运行的线速度，角速度， 周期与轨道半径的关系
⑴.根据G Mm m V 2 ，可得卫星运行的
r2
r
线速度为 V GM ；
r
即 r 越大，V 越小。
⑵.根据 G
例1:同步卫星是指相对于地面
不动的人造卫星（ D ）
A.它可以在地面上任一点的正上方，且 离地心的距离可按需要选择不同的值
B.它可以在地面上任一点的正下方， 但离地心的距离是一定的
C.它只能在赤道的正上方，但离地心 的距离可按需要选择不同的值
D.它只能在赤道的正上方， 切离地心的距离是一定的
例２．人造地球卫星的轨道半径
人造卫星课件
卫星离地面的高度 h＝ 3 G4MπT2 2－R. v＝ RG＋Mh.
轨道平面与赤道平面共面．
卫星运行轨道半径近似等于地球半径 2．运行分析
G M R m 2 m v R 2 m2R m 4 T 2 2R m a n
学习交流PPT
12
难点3 同步卫星的运行问题
2．同步卫星的五个“一定”
与地球自转周期相同，即T＝2பைடு நூலகம் h.
与地球自转的角速度相同. 由 GRM＋mh2＝m4Tπ22(R＋h)得同步
答案 AB
➢转例题
学习交流PPT
8
◆03解析三个疑难◆
疑难突破2 卫星的运行问题
难点1 卫星的变轨问题 1．圆轨道上的稳定运行
GMr2m＝mvr2＝mrω2＝mr2Tπ2 2．变轨运行分析
当卫星由于某种原因速度 v 突然改变时,受到的万有引力 GMr2m和 需要的向心力 mvr2不再相等,卫星将偏离原轨道运动.当 GMr2m＞ mvr2时,卫星做近心运动,轨道半径 r 变小,由于万有引力做正功,因 而速度越来越大；反之,当 GMr2m＜mvr2时,卫星做离心运动,轨道半 径 r 变大,由于万有引力做负功,因而速度越来越小.如典例 1.
mvr2⇒v＝
GrM⇒
GMr2m＝mmr4Tωπ222r⇒⇒ωT＝＝
GrM3 ⇒ 4GπM2r3⇒
man⇒an＝GrM2 ⇒
当 ⇒v减小
r 增
⇒ω减小
大 ⇒T增大
时 ⇒an减小
学习交流PPT
3
◆ 01抓住四个考点◆
【知识存盘】
三个宇宙速度
1．第一宇宙速度又叫环绕速度． 推导过程为：由 mg＝mRv2＝GRM2m得：
学习交流PPT
轨道平面与赤道平面共面．
卫星运行轨道半径近似等于地球半径 2．运行分析
G M R m 2 m v R 2 m2R m 4 T 2 2R m a n
学习交流PPT
12
难点3 同步卫星的运行问题
2．同步卫星的五个“一定”
与地球自转周期相同，即T＝2பைடு நூலகம் h.
与地球自转的角速度相同. 由 GRM＋mh2＝m4Tπ22(R＋h)得同步
答案 AB
➢转例题
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8
◆03解析三个疑难◆
疑难突破2 卫星的运行问题
难点1 卫星的变轨问题 1．圆轨道上的稳定运行
GMr2m＝mvr2＝mrω2＝mr2Tπ2 2．变轨运行分析
当卫星由于某种原因速度 v 突然改变时,受到的万有引力 GMr2m和 需要的向心力 mvr2不再相等,卫星将偏离原轨道运动.当 GMr2m＞ mvr2时,卫星做近心运动,轨道半径 r 变小,由于万有引力做正功,因 而速度越来越大；反之,当 GMr2m＜mvr2时,卫星做离心运动,轨道半 径 r 变大,由于万有引力做负功,因而速度越来越小.如典例 1.
mvr2⇒v＝
GrM⇒
GMr2m＝mmr4Tωπ222r⇒⇒ωT＝＝
GrM3 ⇒ 4GπM2r3⇒
man⇒an＝GrM2 ⇒
当 ⇒v减小
r 增
⇒ω减小
大 ⇒T增大
时 ⇒an减小
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3
◆ 01抓住四个考点◆
【知识存盘】
三个宇宙速度
1．第一宇宙速度又叫环绕速度． 推导过程为：由 mg＝mRv2＝GRM2m得：
学习交流PPT
人造卫星PPT教学课件
g0=8.Biblioteka m/s2金星第一 宇宙速度
v=
Gm r
=
0.82GM =
0.95R
0.82 0.95
v1
=7.3km/s
课堂小结：
１、在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时 才能成为一颗人造地球卫星。 ２、人造卫星的绕行速度、角速度、周期和轨
道半径的关系
３、第一宇宙速度即为人造地球卫星在地面附 近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度。
二.人造卫星的绕行速度、角速度、周期和轨道半径的关系
基本思路：把卫星围绕地球的运动看成是一种匀速圆周运动，则所受的引 力充当其作圆周运动的向心力。
二.人造卫星的绕行速度、角速度、周期和轨道半径的关系
1、线速度随轨道半径的关系：
GMm = mV2
r2
r
V=
GM r
可见：卫星绕行轨道半径越大，绕行速度越小。
影响聚落形成和发展的因素
水源充足 地形平坦
交通便利
聚落
土壤肥沃
• 世界各地的民居有着不同的建筑风格。这 些民居既能适应当地的自然地理环境，又 与居民的社会经济生活密切联系。
你能解释下面两种民居建筑特色形成的原因吗？
• 寒冷地区的民居墙体厚实，屋内建有壁 炉或火炕，窗户比较小，有的窗户还装 上双层玻璃。在冬天积雪较多的地方， 屋顶大多高耸。
由于卫星运动所需的向心力是由万有引力提供的，所以，
GMm = mV2
r2
r
1
从上式可以看出: V r
V=
GM r
卫星离地心越远，它运行的速度越慢。
对于靠近地面的卫星(近地卫星)，可以认为此时的r近似等 于地球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：
人造卫星PPT教学课件
③若天体在中心天体表面附近环绕中心天体运动，可认为其轨道半径 r 等于中心天体半
径 R，则中心天体密度 ρ＝G3Tπ2.可见，只要测出环绕中心天体表面运动的周期 T，就可估测
出中心天体的密度．
(1)不考虑天体自转，对任何天体表面都可以认为 mg＝GMRm2 .从而得出 GM ＝gR2(通常称为黄金代换)，其中 M 为该天体的质量，R 为该天体的半径，g 为相应天体表 面的重力加速度．
16.7 km/s
卫星挣脱太阳引力束缚 的最小地面发射速度
环绕速度是指卫星绕中心天体正常运行时的速度即匀速圆周 运动的速度，发射速度是卫星刚离开发射“台”时的速度，即物体的抛出速度．
(对应学生用书第55页) 1．关于万有引力定律的说法正确的是( B ) A．天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比 B．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它 们距离的平方成反比 C．万有引力与质量、距离和万有引力常量成正比 D．万有引力定律对质量大的物体可以适用，对质量小的物体可能不适用
当 r→0 时，两物体不能看作质点，公式 F＝Gm1rm2 2不再适用，“r→0， F→∞”的说法是错误的．
2．万有引力定律的应用 (1)行星表面物体的重力：重力近似等于万有引力． (2)重力加速度：
表面重力加速度：因 GMRm2 ＝mg0 则 g0＝GRM2 .
轨道上的重力加速度：因RG＋Mhm2＝mg，则 g＝RG＋Mh2.
解析：万有引力存在于任何有质量的物体间，由公式 F＝Gm1rm2 2知，选项 B 正确．
2．设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越高，则卫星的( D )
A．速度越大 B．角速度越大
C．向心加速度越大 D．周期越长
径 R，则中心天体密度 ρ＝G3Tπ2.可见，只要测出环绕中心天体表面运动的周期 T，就可估测
出中心天体的密度．
(1)不考虑天体自转，对任何天体表面都可以认为 mg＝GMRm2 .从而得出 GM ＝gR2(通常称为黄金代换)，其中 M 为该天体的质量，R 为该天体的半径，g 为相应天体表 面的重力加速度．
16.7 km/s
卫星挣脱太阳引力束缚 的最小地面发射速度
环绕速度是指卫星绕中心天体正常运行时的速度即匀速圆周 运动的速度，发射速度是卫星刚离开发射“台”时的速度，即物体的抛出速度．
(对应学生用书第55页) 1．关于万有引力定律的说法正确的是( B ) A．天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比 B．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它 们距离的平方成反比 C．万有引力与质量、距离和万有引力常量成正比 D．万有引力定律对质量大的物体可以适用，对质量小的物体可能不适用
当 r→0 时，两物体不能看作质点，公式 F＝Gm1rm2 2不再适用，“r→0， F→∞”的说法是错误的．
2．万有引力定律的应用 (1)行星表面物体的重力：重力近似等于万有引力． (2)重力加速度：
表面重力加速度：因 GMRm2 ＝mg0 则 g0＝GRM2 .
轨道上的重力加速度：因RG＋Mhm2＝mg，则 g＝RG＋Mh2.
解析：万有引力存在于任何有质量的物体间，由公式 F＝Gm1rm2 2知，选项 B 正确．
2．设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星离地面越高，则卫星的( D )
A．速度越大 B．角速度越大
C．向心加速度越大 D．周期越长
《一般人造卫星》 讲义
《一般人造卫星》讲义人造卫星是人类探索太空和服务地球的重要工具。
在现代科技的推动下，人造卫星的应用领域越来越广泛，对人类的生活和社会发展产生了深远的影响。
一、人造卫星的定义与分类人造卫星是指环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。
根据不同的用途和特点，人造卫星可以分为多种类型。
通信卫星是我们最为熟悉的一种。
它主要用于实现全球范围内的广播电视信号传输、电话通信、数据传输等。
通过通信卫星，我们能够实现远距离的实时通信，让信息能够快速传递到世界的各个角落。
气象卫星则用于监测地球的气象状况。
它能够收集大气温度、湿度、云层分布等数据，为天气预报提供重要的依据。
准确的气象预报对于农业生产、交通运输、防灾减灾等都具有极其重要的意义。
导航卫星是为各类导航设备提供定位和导航服务的。
比如大家常用的手机导航、车载导航等，都依赖于导航卫星的精准定位。
此外，还有科学探测卫星，用于对宇宙空间进行科学研究，观测天体、探索宇宙的奥秘；地球资源卫星，用于监测地球的自然资源分布和变化；军事卫星，用于军事侦察、通信和指挥等。
二、人造卫星的组成部分人造卫星通常由以下几个主要部分组成。
卫星的结构系统就像是卫星的“骨骼”，为其他部件提供支撑和保护。
它要具备足够的强度和刚度，以承受发射过程中的巨大冲击力和太空环境中的各种作用力。
能源系统是卫星的“动力源泉”。
它一般包括太阳能电池板和电池，为卫星上的各种设备提供电力。
在远离太阳的区域，卫星可能还会采用核能源等其他形式的能源供应。
通信系统负责卫星与地面之间的信息传输。
包括天线、收发信机等设备，确保信号的稳定传输和接收。
控制系统就像卫星的“大脑”，负责卫星的姿态控制、轨道调整等。
使卫星能够保持稳定的运行状态和准确的轨道位置。
有效载荷系统则是根据卫星的具体任务而搭载的各种仪器和设备。
比如通信卫星的转发器、气象卫星的气象观测仪器等。
三、人造卫星的发射人造卫星的发射是一项极其复杂和精密的工程。
首先要选择合适的发射场地。
六年级下册科学课件-第四单元 15人造地球卫星｜冀教版 (共13张PPT)
观测的人造卫星。能把云图等气 象信息发给地面。
1999年发射，2007年到达 最大寿命，被人工摧毁。
风云一号C星
嫦娥一号，是中国自主研制、发射的第一
个月球探测器。它于2007年10月24日在西 昌卫星发射中心发射升空。
北斗二号导航卫星，2007年4月14日，
我国成功发射了第一颗“北斗二号” 导航卫星。2009年4月15日，我国在西 昌卫星发射中心成功将第二颗北斗导 航卫星送入预定轨道。
实践一号卫星，中国的第一颗科学实验卫
星。同时也是中国发射的第二颗人造卫星， 它于1971年3月3日从酒泉卫星发射基地发 射升空。实践一号的设计寿命为一年，可 它实际在太空中工作了8年之久，直到1979 年6月17日才陨落。
我国重要的人造卫星名称及用途
卫星名称
东方红一号 风云二号 嫦娥一号 北斗二号卫星
用途
广播《东方红》音乐 观测大气层，预报天气情况 探测月球情况 导航、定位
实践一号卫星
科学研究
我国的人造卫星
1958年的中国不管是在经济还
是科技上都远远落后于世界上的 一些国家。 但是我们中国人是敢想敢做的， 在不断的努力和奋斗中，“东方 红”一号横空出世了。
1970年4月24 日，中国第一 颗人造卫星在 酒泉卫星发射 中心成功发射。
中国气象卫星—风云系列卫星
气象卫星是指对大气层进行气象
人造卫星的分类
科学卫星
民 用 卫 星人 造 卫 星Fra bibliotek应用卫星
军 事 卫 星
通信卫星 气象卫星 导航卫星 测地卫星 地球资源卫星 · · · · · ·
侦察卫星 间谍卫星 截击卫星 · · · · · ·
技术试验卫星
东方红一号PPT演示课件
5
发射过程
• 1970年2月，国防科委下达了执行“东方红一号卫星”的发射试验任务，确定由栗在山、李福泽统 一指挥卫星的发射试验。基地随即制定了发射方案，展开试验设备质量检查和综合操作演练。
• 4月1日，东方红一号卫星和长征一号运载火箭运至靶场，开始进行发射前的各种测试。每进入一个 新的试验阶段，基地都要向周总理和中央专委汇报。
• 4月23日，发射阵地的测试检查工作全部完毕，基地指挥部决定将发射时间确定为4月24日21时， 栗在山、李福泽和钱学森郑重地在发射任务书上签了字。中央专委当晚就批准了发射任务。
• 24日21时35分，运载火箭点火发射，托举着“东方红一号”卫星扶摇直上，沿着预定轨道飞向太空。 全国各卫星地面测控站跟踪良好，并及时报告跟踪情况。十几分钟后，星、箭分离，卫星入轨， 《东方红》乐曲响彻太空，震撼全球。
• 1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星在酒泉卫星发射中心成功发射，由此开创了中国航天史 的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。 东方红1号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角 68.44度的椭圆轨道。它测量了卫星工程参数和空间环境，并进行了轨道测控和《东方红》乐曲的 播送。
• “东方红一号”卫星设计工作寿命20天（实际工作寿命28天），期间把遥测参数和各种太空探测资 料传回地面，至同年5月14日停止发射信号。 6
卫星为近似球形的72面体质量173千克直径约1米采用自旋姿态稳定方式转速为120转分外壳表面由按温度控制要求经过处理的铝合金为材料球状的主体上共有四条二米多长的鞭状超短波天线底部有连接运载火箭用的分离环
东方红一号”（Dong Fang Hong I/The East is Red 1）卫星是于
发射过程
• 1970年2月，国防科委下达了执行“东方红一号卫星”的发射试验任务，确定由栗在山、李福泽统 一指挥卫星的发射试验。基地随即制定了发射方案，展开试验设备质量检查和综合操作演练。
• 4月1日，东方红一号卫星和长征一号运载火箭运至靶场，开始进行发射前的各种测试。每进入一个 新的试验阶段，基地都要向周总理和中央专委汇报。
• 4月23日，发射阵地的测试检查工作全部完毕，基地指挥部决定将发射时间确定为4月24日21时， 栗在山、李福泽和钱学森郑重地在发射任务书上签了字。中央专委当晚就批准了发射任务。
• 24日21时35分，运载火箭点火发射，托举着“东方红一号”卫星扶摇直上，沿着预定轨道飞向太空。 全国各卫星地面测控站跟踪良好，并及时报告跟踪情况。十几分钟后，星、箭分离，卫星入轨， 《东方红》乐曲响彻太空，震撼全球。
• 1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星在酒泉卫星发射中心成功发射，由此开创了中国航天史 的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。 东方红1号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角 68.44度的椭圆轨道。它测量了卫星工程参数和空间环境，并进行了轨道测控和《东方红》乐曲的 播送。
• “东方红一号”卫星设计工作寿命20天（实际工作寿命28天），期间把遥测参数和各种太空探测资 料传回地面，至同年5月14日停止发射信号。 6
卫星为近似球形的72面体质量173千克直径约1米采用自旋姿态稳定方式转速为120转分外壳表面由按温度控制要求经过处理的铝合金为材料球状的主体上共有四条二米多长的鞭状超短波天线底部有连接运载火箭用的分离环
东方红一号”（Dong Fang Hong I/The East is Red 1）卫星是于
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1、第一宇宙速度(7.9km/s )
2、第二宇宙速度（11.2km/s脱离速度）当发射 速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地 球的吸引，不再绕地球运行，而成为太阳系的 一颗人造行星。我们把这个速度叫第二宇宙速 度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引 力。
当发射速度：7.9km/s<v<11.2km/s时，卫星将沿椭圆轨 道绕地球运动。
只需3颗
[例3] 发射地球同步卫星时，先将卫 星发射至近地圆轨道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 入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨 图3－4－4 道2、3相切于P点，如图3－4－4所示。当卫星分别在1、2、 3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 ( )
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大小大于它在轨 道2上经过Q点时的加速度大小 D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道 3上经过P点时的加速度大小 [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)卫星在不同圆形轨道上的速率、角速度与轨道半径有 关。 (2)卫星受到的万有引力为卫星的合外力，产生卫星的加 速度。
即：r越大：
V越小，ω越小，a越小， T越大
注意：本结论适用于中心天体相同的环绕天体的运动。
总结：第一宇宙速度 7.9Km/s是卫星绕地球运动的 最大的运行速度。
例1：如图所示，a 、 b、c是大气层外圆形 轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质 量相同且小于C的质量，下面说法中正确的 是（C ）
人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星：
在地球上抛出的物体，当它的速度足 够大时，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。
问题？：人造地球卫星绕地球做圆周运 动时，什么力来提供向心力？。
地球对卫星的万有引力提供向心力
讨论2：人造卫星绕地球圆周运 动的轨道平面在哪里？
3、第三宇宙速度（16.7km/s逃逸速度）如果发射 的速度等于或大于16.7km/s，物体就能摆脱太阳 引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这 个速度叫第三宇宙速度.
3．三种宇宙速度的对比
以地球为例，三种宇宙速度和相应轨
道间的关系如图所示。当卫星在
地面附近做圆周运动时，其运行速度即为
图3－4－2
第一宇宙速度7.9 km/s；当卫星到达地面附近时，其速度介
于7.9～11.2 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动；当
卫星到达地面附近时，其速度介于11.2～16.7 km/s之间，
讨论4：线速度、角速度、周期、向心加速 度与轨道半径的关系？
G
Mm r2
m
v2 r
G
Mm r2
mrω 2
G
东
南
讨论7：对所有的地球同步卫星来说，线速度V、 角速度ω、周期T、向心加速度a相同吗？
r、v、ω、T、a都相同
为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置 1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。 可见，空间位置也是一种资源。
要使全世界都能看到某地发 射的卫星信号，至少需要几
颗同步卫星？
一定过地心
讨论3:靠近地面的卫星的运行速度是多大呢？
方法一:对于靠近地面的卫星，可以认为此时的 r 近似等于地 球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：
Mm v2
G
r2
m r
v1
GM R
m / s 6.6710115.891024 6.37106
7.9km/ s
oM m
方法二: mg m v2 v gR r
最小的发射速度 最大的运行速度
讨论5:什么是地球同步卫星？
•所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫 星，它的周期T＝２４ｈ
讨论6:地球同步卫星的轨道有何特点？
所有的同步卫星只能分布在赤道正上方 的一个确定轨道上
Mm G (R h)2
m( 2
T
)2 (R h)
GM gR2 (黄金代换式)
由以上两式联立解得：
R h 3 R2T 2 g 3 (6.4 106 )2 (24 3600)2 9.8
4 2
4 3.142
4.24 107 m
同步卫星距地面的高度为：
h=4.24×107-6.4×106m=3.56×107m≈5.6R地
北
F2
西
赤道平面
F1
F3
②人造卫星和宇宙飞船在绕地球做圆周运动 的过程中处于完全失重状态。 凡是工作原理与重力有关的仪器在飞行的卫 星和宇宙飞船中都不能使用； 凡是与重力有关的实验，在飞行的卫星宇宙 飞船中都无法进行。
思考？在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内， 下列仪器可正常使用的有（ C ）
A、摆钟 B、天平 C、弹簧测力计
A、 b、C的线速度大小相等且大于a的线 速度
B、.b、c的向心加速度相等且大于a的向 心加速度
C、b、c的周期相等且大于a的周期 D、b、c的向心力相等且大于a的向心力
例题2 把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆 周运动，则距离太阳越远的行星 （ B、C、D）
A 周期越小 B 线速度越小 C 角速度越小 D 加速度越小
Mm r2
m( 2
T
)2 r
G
Mm r2
ma
GM
r
ω
GM r3
T 2 r3
GM
a
G
M r2
GM r
ω
GM r3
T 2 r3 a G M
GM
r2
注：① 从上面三式可以看出，地球卫星的运动情况 (速度、周期、加速度)是由轨道半径r决定的。
轨道半径越大：卫星运行速度越小，角速度越小，周期 越大，加速度减小。
讨论4：发射高轨道卫星容易还 是发射低轨道卫星容易？
虽然距地面高的卫星运行速度比靠近
地面的卫星运行速度小，但是，向高轨道 发射卫星却比向低轨道发射卫星要困难.
因为向高轨道发射卫星，火箭要克服
地球对它的引力做更多的功，所以高轨道 卫星需要的发射速度比低轨道卫星的发射
速度大。
第一宇宙速度：
v=7.9km/s
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀 速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫 做第一宇宙速度。
• 运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动
的线速度
• 发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初
速度
V发 射
V运 行
你能确定地球人造卫星运行速度和 发射速度的取值范围吗？
V运 行
V发 射
二、宇宙速度
2、第二宇宙速度（11.2km/s脱离速度）当发射 速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地 球的吸引，不再绕地球运行，而成为太阳系的 一颗人造行星。我们把这个速度叫第二宇宙速 度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引 力。
当发射速度：7.9km/s<v<11.2km/s时，卫星将沿椭圆轨 道绕地球运动。
只需3颗
[例3] 发射地球同步卫星时，先将卫 星发射至近地圆轨道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 入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨 图3－4－4 道2、3相切于P点，如图3－4－4所示。当卫星分别在1、2、 3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 ( )
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大小大于它在轨 道2上经过Q点时的加速度大小 D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道 3上经过P点时的加速度大小 [思路点拨] 解答本题时应注意以下两点： (1)卫星在不同圆形轨道上的速率、角速度与轨道半径有 关。 (2)卫星受到的万有引力为卫星的合外力，产生卫星的加 速度。
即：r越大：
V越小，ω越小，a越小， T越大
注意：本结论适用于中心天体相同的环绕天体的运动。
总结：第一宇宙速度 7.9Km/s是卫星绕地球运动的 最大的运行速度。
例1：如图所示，a 、 b、c是大气层外圆形 轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质 量相同且小于C的质量，下面说法中正确的 是（C ）
人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星：
在地球上抛出的物体，当它的速度足 够大时，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。
问题？：人造地球卫星绕地球做圆周运 动时，什么力来提供向心力？。
地球对卫星的万有引力提供向心力
讨论2：人造卫星绕地球圆周运 动的轨道平面在哪里？
3、第三宇宙速度（16.7km/s逃逸速度）如果发射 的速度等于或大于16.7km/s，物体就能摆脱太阳 引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。这 个速度叫第三宇宙速度.
3．三种宇宙速度的对比
以地球为例，三种宇宙速度和相应轨
道间的关系如图所示。当卫星在
地面附近做圆周运动时，其运行速度即为
图3－4－2
第一宇宙速度7.9 km/s；当卫星到达地面附近时，其速度介
于7.9～11.2 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动；当
卫星到达地面附近时，其速度介于11.2～16.7 km/s之间，
讨论4：线速度、角速度、周期、向心加速 度与轨道半径的关系？
G
Mm r2
m
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G
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G
东
南
讨论7：对所有的地球同步卫星来说，线速度V、 角速度ω、周期T、向心加速度a相同吗？
r、v、ω、T、a都相同
为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置 1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。 可见，空间位置也是一种资源。
要使全世界都能看到某地发 射的卫星信号，至少需要几
颗同步卫星？
一定过地心
讨论3:靠近地面的卫星的运行速度是多大呢？
方法一:对于靠近地面的卫星，可以认为此时的 r 近似等于地 球半径R，把r用地球半径R代入，可以求出：
Mm v2
G
r2
m r
v1
GM R
m / s 6.6710115.891024 6.37106
7.9km/ s
oM m
方法二: mg m v2 v gR r
最小的发射速度 最大的运行速度
讨论5:什么是地球同步卫星？
•所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫 星，它的周期T＝２４ｈ
讨论6:地球同步卫星的轨道有何特点？
所有的同步卫星只能分布在赤道正上方 的一个确定轨道上
Mm G (R h)2
m( 2
T
)2 (R h)
GM gR2 (黄金代换式)
由以上两式联立解得：
R h 3 R2T 2 g 3 (6.4 106 )2 (24 3600)2 9.8
4 2
4 3.142
4.24 107 m
同步卫星距地面的高度为：
h=4.24×107-6.4×106m=3.56×107m≈5.6R地
北
F2
西
赤道平面
F1
F3
②人造卫星和宇宙飞船在绕地球做圆周运动 的过程中处于完全失重状态。 凡是工作原理与重力有关的仪器在飞行的卫 星和宇宙飞船中都不能使用； 凡是与重力有关的实验，在飞行的卫星宇宙 飞船中都无法进行。
思考？在绕地球做匀速圆周运动的太空实验室内， 下列仪器可正常使用的有（ C ）
A、摆钟 B、天平 C、弹簧测力计
A、 b、C的线速度大小相等且大于a的线 速度
B、.b、c的向心加速度相等且大于a的向 心加速度
C、b、c的周期相等且大于a的周期 D、b、c的向心力相等且大于a的向心力
例题2 把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆 周运动，则距离太阳越远的行星 （ B、C、D）
A 周期越小 B 线速度越小 C 角速度越小 D 加速度越小
Mm r2
m( 2
T
)2 r
G
Mm r2
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GM
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GM r3
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GM
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T 2 r3 a G M
GM
r2
注：① 从上面三式可以看出，地球卫星的运动情况 (速度、周期、加速度)是由轨道半径r决定的。
轨道半径越大：卫星运行速度越小，角速度越小，周期 越大，加速度减小。
讨论4：发射高轨道卫星容易还 是发射低轨道卫星容易？
虽然距地面高的卫星运行速度比靠近
地面的卫星运行速度小，但是，向高轨道 发射卫星却比向低轨道发射卫星要困难.
因为向高轨道发射卫星，火箭要克服
地球对它的引力做更多的功，所以高轨道 卫星需要的发射速度比低轨道卫星的发射
速度大。
第一宇宙速度：
v=7.9km/s
这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀 速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫 做第一宇宙速度。
• 运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动
的线速度
• 发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初
速度
V发 射
V运 行
你能确定地球人造卫星运行速度和 发射速度的取值范围吗？
V运 行
V发 射
二、宇宙速度