航天与力学

但天王星并不按照天文学家们为他预测的轨道运行，因此天文学家就假设， 肯定存在一颗未见过的行星。它的引力正在影响天王星的运行轨道。
1844-1845年，英国的亚当斯（J.Adams)和法国的勒维列（J.Le Verrier)完
成对未知行星位置、质量的理论计算； 亚当斯：送格林威治天文台天文学家爱勒，遭冷遇。 勒维列：送柏林天文台天文学家伽勒（J.Galla), 1846年9月18日，伽勒复信并宣布：“先生，你给 我们指出位置的新行星是真实存在的。”
原因：（1）大气稠密，火箭飞行阻力大，尽可能减少飞行时间；
（2）垂直发射容易保证飞行的平衡。
特征：大气层内，一级火箭，200 km外二级火箭加速。
2. 转弯飞行阶段
由地面控制站操纵，火箭由与地面 垂直方向逐渐转为与地面平行方向。
3.进入轨道阶段
第三级火箭加速，达到卫星在轨道上
运行所需速度，星箭分离。
问题六：
“海王星”和“冥王星”是怎样发现的？
一、航天与力学的渊源：
牛顿 力学
伽利略 托勒密 地心宇宙 哥白尼 日心宇宙 第谷 布拉赫 开普勒 时代
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1. 开普勒的贡献 --- 天体运行规律：
（1） （2） 椭圆定律：每个行星的轨道是一个椭圆，太阳位于一个焦点上。 等面积定律：在行星与太阳间作一直线，则此直线在行星运动时于
度; (2)多级火箭各级发动机是独立工作的，可以按照每一级的飞行条件 设计发动机，使发动机处于最佳工作状态，从而也就提高了火箭 的飞行性能;
(3)多级火箭可以灵活地选择每一级推力的大小和工作时间，以适应
发射轨道的要求、轨道测量要求及载人飞船对飞行过载的要求。
五、人造地球卫星是怎样发射的？
1. 垂直起飞阶段
相同时间内扫过相等的面积。（1609年发表于他的《新天文学》）
（3）
行星运动周期 T 的平方正比于行星与太阳平均距离 R 的三次方。
T 2 kR3
（1619年发表于他的《世界的和谐》）
2. 牛顿的贡献：万有引力
牛顿晚年的描述：
当他在自家农场期间，看到一个苹果从树上落下，而他同时又能在天上
看到月亮时，他产生了万有引力的定律的概念。
的1/3600倍，即 1 / 602
结论：
m1m2 F G R2
推论：在地球上摘朵花，你就移动了最远的星球！
---- 狄拉克（物理学家）
G 6.754 10-11 m3 kg s2
卡文迪许扭称实验被评为十大 最优美物理实验。
二、“万有引力”能干点什么？ 1 海王星与冥王星的发现
1781年，英国赫歇尔（ F.W.Herschel, 1738-1822 )发现天王星；
发射过程：
1. 一、二级火箭加速直至第二级火箭脱落
2. 按惯性进入进入低高度圆形轨道（初始轨道或停泊轨道） 3. 第三级火箭点火，卫星进入大椭圆轨道（近地点、远地点均在赤道平面） 4. 第三级火箭脱离，调整卫星姿态，启动远地点发动机，进入同步轨道。
如果要实现GPS定位至少需要几颗同步卫星？
答案： 3颗及以上的卫星
观点：两个物体之间的引力随着每个物体质量的增大一定也增大。 理由：苹果质量越大，重量也越大；如果把一个苹果换成两个粘在一起的苹 果而使其质量加倍，其重量也加倍。
与距离的相关性：
已知：地球与月亮的距离是地球半径的 60倍，月亮绕地球一周需27天.
所以：月亮绕地球圆周运动的加速度是
0.0027 m / s2 相当于地面物体下降时加速度9.8 m / s2
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一周科技大事件：
神州十一号
成功发射！
物理学导论
航天与力学
林晓东
linxd@szu.edu.cn 665818
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问题一：
载入卫星主要包括哪些部件？
问题二：
怎样才能把卫星发射上天？
百度文库
问题三：
怎样才能回收卫星？
问题四：
什么叫地球同步卫星？
问题五：
“嫦娥”号是怎样登月的 ？
V2 11.2(km / s)
第三宇宙速度：
使之不仅脱离地球引力场，而且脱离 太阳的引力场所需的最小发射速度。
V3 16.7(km / s)
四、多级火箭的构造
多级火箭与单级火箭相比有以下优点:
(1)多级火箭在每级工作结束后可以抛掉不需要的质量，因而在火箭
飞行过程中，能够获得良好的加速性能，逐步达到预定的飞行速
六、什么是地球同步卫星
地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是 运行在地球同步轨道上的人造卫星。
所谓同步轨道卫星，是指：卫星距离地球的高度约为36000
km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球
赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即
24小时，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，等于地球自 转的角速度。 在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的 全球通讯。
美国天文学家洛威尔（ P.Lowell )和皮克林（W.Pickering)
根据类似计算，预言海王星外还有一颗新行星；
1930年，才由汤博（C.Tombaugh)发现，取名：冥王星。
太阳系家谱：
2006年8月25日， 国际天文学联合会大会昨天表决通过， 冥王星失去太阳系“九大行星”地位,降为“矮行星”。
但确定球面半径是利用卫星信号传输到接收终端的时间差，所以
需要第4颗卫星提供相对零点作时间的参照系。
探月计划：
七、卫星返回：
1. 离轨阶段：启动变轨发动机，使卫星脱离原轨道 2. 过渡阶段： 卫星在稀薄空气中依惯性飞行，以 2°- 7°进入大气层。 3. 再入阶段
卫星与稠密大气摩擦，
表面温度升至数千摄氏度。 烧蚀法或辐射法降温。
4. 着陆阶段
15 km 处，打开速降伞； 4 km 处，打开主降伞。
起的潮汐现象虽不易被单独观测到，但却
影响着月潮的大小。
3、哈雷慧星回归的预测
哈雷在1705年发表了《彗星天文学论说》，宣布1682年曾引起世人 极大恐慌的大彗星将于1758年再次出现于天空（后来他估计到木星可能影响
到它的运动时，把回归的日期推迟到1759年）。当时哈雷已年过五十，知道
在有生之年无缘再见到这颗大彗星了。于是他在书中写道：“如果彗星最终 根据我们的预言，大约在1758年再现的时候，公正的后代将不会忘记这首先
是由一个英国人发现的……”
哈雷慧星
三、宇宙速度
第一宇宙速度：
在地面上发射的航天器，使之能沿
绕地球的圆轨道运行所需的最小发射
速度。
M em v2 G m 2 r r
M em M em 1 2 mV G G 2 Re r
V1
GM e 7.9( km / s ) Re
第二宇宙速度：
使之脱离地球引力场所需的最小发射速度。
GPS导航至少需要4个卫星信号，3个用来确定GPS接收器的纬 度、经度和海拔高度，第4个则提供同步校正时间。
所以要实现导航至少4颗星，空间定位至少3颗星。
如果要实现GPS定位至少需要几颗同步卫星？
两个球面确定一个圆，三个球面（一个球面+一个圆）可以 确定两个点，排除一个不在地面的点，就得到唯一的确定位置。
当每一个人都看到月亮不往 下掉时，只有牛顿才看到月亮 正在往下掉。 ----- 瓦莱里，法国诗人和哲学家
亚里斯多德说：
使月亮做圆周运动不需要力，因为这是它的自然运动。
惯性观点认为： 为了使月亮偏离直线运动，必须有一个力作用于它。
月亮为什么不掉下来？
牛顿的论据：
在地球上抛苹果
万有引力表现形式：
与质量的相关性：
2、潮汐的形成
潮汐的成因
海水白天涨落叫做潮，夜间涨落叫做汐。月球引力和地球离心力是两种 对立的力，两者结合起来产生的合力（矢量和），就是月球使海水发生潮汐 现象的力量，称为“月球引潮力”。太阳的 质量大约是月球质量的 2700万倍，太阳 到地球的平均距离约为月球到地球平均距 离的389倍。因此可以推算出太阳的引潮 力和月球的引潮力之比为1:2.18，它所引