宇宙航行ppt课件.ppt

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1、6.5宇宙航行1表面模型忽略自转的情况下基本关系式：环绕模型MR210九月2021嫦娥奔月310九月2021敦煌飞天的美丽壁画4如今，人们的通信手段越来越多样，加强了世界的联系。要保证稳定通畅的通讯，需要同步卫星进行信号的传递。5手机等便携设备的导航定位功能已经非常全面，要实现精确的导航，同步卫星发挥了极大的作用。6问题：怎么样才能把物体发射上天空，且不再落回地面？7牛顿的设想从高山上用不同的水平速度抛出物体,速度越大,则落点越远。不计空气阻力,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上来,而围绕地球运动,成为一颗人造地球卫星了.8牛顿的设

2、想：9应用：发射航天器基本关系式：V=7.9km/s是最小发射速度，叫做第一宇宙速度（环绕速度）思考1：要使物体绕地球做匀速圆周运动，抛出物体的速度至少为多大？思考2：这些卫星环绕地球运动的速度都一样么？与什么有关？请说明理由V=7.9km/s也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度101、第一宇宙速度（环绕速度）：v=7.9km/s，物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，也称为“最小发射速度”。一、宇宙速度发射速度是指卫星在地面附近离开发射火箭的初速度。假若卫星发射后不再补充能量，那么要发射一颗人造地球卫星，其发射速度就不能

3、小于第一宇宙速度。11金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，求金星的“第一宇宙速度”是多大？求第一宇宙速度122、第二宇宙速度（脱离速度）：v=11.2km/s，物体会克服地球的引力，永远离开地球。说明：若速度大于7.9km/s而小于11.2km/s，物体绕地球运动的轨迹不是圆，是椭圆，但还在地球的引力范围之内。3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7km/s，物体会挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外。地球v2=11.2km/sv3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/sv1=7.9km/s13二、人造卫星的运

4、行规律人造卫星受到地球对它的万有引力作用，人造卫星作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T、向心加速度a与轨道半径r的关系r(a、V、ω、T)14卫星运动的线速度、角速度、向心加速度和周期：可见：卫星运动情况(a、V、ω、T)是由r惟一决定(2)由得：ｖ＝GMmr2=mv2r(3)由得：ω＝GMmr2=mω2r(4)由得：Ｔ＝GMmr2=m()r２πT2GM4π2r3(1)由得：a＝GMmr2=maGMr2记忆口诀：“高轨低速长周期”151234v1>v2=v3>v4T1

5、=T3ω2=ω3>ω4人造地球卫星的运动规律16练习：对于绕地球运动的人造卫星：（1）离地面越高，线速度越——（2）离地面越高，周期越——（3）离地面越高，角速度越——（4）离地面越高，向心加速度越—（5）离地面越高，向心力越——小长小小小17两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量不相等，轨道半径之比r1:r2=1:4,则它们的(1)线速度大小之比v1:v2=(2)周期之比T1:T2=18三、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，其周期约为84分钟。其向心力由万有引力提供。1910九月2021练习：求近

6、地卫星的周期我们能否发射一颗周期为80min的卫星？?20四、地球同步卫星1、定义所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的和地球具有相同周期的卫星，同步卫星必须位于赤道平面内，且到地面的高度一定。rvωTa“全部固定”21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；绕行方向为自西向东。大家能否计算出同步卫星的高度，线速度呢？222、地球同步卫星的运行特征可概括为四个一定①定轨道平面,其运行轨道平面在赤道平面内；②定周期,即运行周期等于地球自转周期（24h）③定高度，即离地面高度一定（h=36000km）④定速度，即

7、运行速度一定（v≈3.1km/s）233、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2410九月2021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。25262005年10月12日,我国成功发射了“神舟”六号载人飞船。某同学通过因特网查到“神舟”六号飞船在圆形轨道上运行一周的时间大约为90min。他将这一信息与地球同步卫星进行了比较，可知（）A.飞船运行的速度比同步卫星小B.飞船运行的加速度比同步卫星小C.飞船距地面的高度比同步卫星小C.飞船运行

8、的角速度比同步卫星小C27由F引=Fn知轨道平面一定经过地球中心；思考:哪条轨道可能是人造卫星的运行轨道？ABC28“高轨低速长周期”五、人造卫星的轨道极地轨道一般轨道赤道轨道所有卫星都在以地