宇宙航行PPT课件

只受重力
a=g
完全失重
与重力有关的现象全部消失
天平 弹簧秤测重力 液体压强计
五、地球同步卫星
定义：在赤道平面内，相对于地面静止的，
和地球具有相同周期的卫星。 T＝24h
注意：所有的同步卫星只能分布在赤道上方的 一个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地 球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。
所有同步卫星的r、 v、ω、T 、an
3、地球同步卫星
B V0 A
C
.
22
双星系统问题
.
23
.
24
.
25
练习 5. 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双 星系统，质量比约为 7∶1，同时绕它们连线上某点 O 做 匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕 O 点运动的( )
A．轨道半径约为卡戎的17
B．角速度大小约为卡戎的17 C．线速度大小约为卡戎的 7 倍 D．向心力大小约为卡戎的 7 倍
失重现象 D.失重是由于地球对卫星内物体的
作用力减小而引起的
小结
1、人造卫星 2、宇宙速度
第一宇宙速度：V1=7.9km/s，卫星 刚好能在地表附近作圆周动（1、
近地卫星的环绕速度；2、卫星的最小 发射速度；3、圆轨道的最大环绕速度）
第二宇宙速度： V2=11.2km/s,卫星 挣脱地球引力束缚
第三宇宙速度： V3=16.7km/s,卫星 挣脱太阳引力束缚
答案 A
.
26
(2)由 G M 地 r2 m 卫 m 卫2r得 : G M r3地
(3)由 G M 地 r2 m 卫 m 卫 4 T2 2r得 :T2
r3 G M 地
可见：v、ω、T 与 r 为 一 一对应关系
四、人造卫星的超重和失重
1、发射和回收阶段
发射 加速上升 超重
回收 减速下降 超重
2、沿圆轨道正常运行
极地轨道
倾斜 轨道
同步 轨道
赤道轨道 自转轴
练习1 ：
关于宇宙速度，下列说法正确的是：（ A ）
A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的 最小发射速度
B.第一宇宙速度使人造地球卫星绕地球飞行 的最小速度
C.第二宇宙速度使卫星在椭圆轨道上运行时 的最大速度
D.第三宇宙速度时发射人造地球卫星的最小 速度
都相同，且为定值。
五、地球同步卫星
特点:
(1)周期一定（为地球自转周期T=24h ） (2)角速度一定（为地球自转角速度）
(3)线速度速度大小一定。 (4)轨道一定,在赤道平面上. (5)距地面高度一定(h=3.6×107m)即
所有同步卫星的轨道半径都相同。
1、为什么必须在赤道平面上？
w
因:（1）同步卫星与地 球
地7.球9引km力/束s<缚V最＜小发1射1.速2k度m/s
V3 ——第三宇宙速度：卫星挣脱 太阳引力束缚最小发射速度
.
V1=7.9Km/s 第一宇宙速度
V2 =11.2Km/s 第二宇宙速度
V3 =16.7Km/s 第三宇宙速度
讨论4： 这三个 “宇宙速度”的 物理意义是什么？
10
概念辨析——发射速度和运行速度
自转同步必须自西向东转, O
（2）万有引力全部提供
做向心力,圆心就是地心.
所以:同步卫星轨道平面必定在赤道平面上.
2、为什么高度一定？
万有引力提供做向心力
由: G(RM hm )2 m4 T 22(Rh) 得:
h3
GMT2
4 2
R
把T=86400s,M=5.98x1024kg,R=6.37x106m得h=3.6x107m
2、第二宇宙速度：
人造卫星
V3=16.7km/s
V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
v211.2km/s →人造行星
3、第三宇宙速度:
v3 16.7km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
B V0
A C
V1——第一宇宙速度：卫星刚好 能在地表附近作圆周运动最小发 射速度 V2 ——第二宇宙速度：卫星挣脱
.
1
各种各样的卫星……
返回
.
2
.
3
西昌卫星发射中心
.
4
酒泉卫星发射基地
.
5
太 原 卫 星 发 射 中 心
.
6
一、人造卫星
探究:地面上的物体，怎样才能成为人造卫星呢？
V0 O
300多年前，牛顿提出设想
A
B
C
D
以平抛运动为模型的 推理过程
.
7
近地卫星的速度是多少呢？
已 知 ： G 6 .6 7 1 0 1 1 N m 2 /k g 2 R6.37106m M5.891024kg
2：
关于地球同步卫星，下列说法正确的是（ACD） A.它的运行速度小于7.9km/s B.它的运行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h，且轨道平面于赤道平面重 D.每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样
的
3.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，离地心的 距离是一定的
4．关于人造地球卫星及其中物体的超重、
失重问题，下列说法正确的是（ A C ）
A.在发射过程中向上加速时产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产生失重现象 C.进入轨道时作匀速圆周运动，产生
v1G R M6.67 1 6 0 . 3 1 7 1 1 5 0 .8 6 9 1024m /s7.9km /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小 发射速度，叫做第一宇宙速度。
二、宇宙速度
1、第一宇宙速度：
v1
Байду номын сангаас
GM 7.9km/s R
法 二 ： v1gR7.9km /s
1、发射速度：
①宇宙速度均指最小发射速度
②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最
小发射速度，也是最大环绕速度，也为
近地卫星的环绕速度
2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做
匀速圆周运动的速度。
v1
GM r
r↗ v↘
近地卫星 v发 v运 其它卫星 v发 > v 运
三、人造卫星的运动规律
(1)由 GM 地 r2 m 卫m 卫 vr2得 :vG M r地