物理宇宙航行公式.ppt

一 人造卫星的运行v T a与r的关系 练1 两颗人造地球卫星质量之比m1 m2 1 2 轨道半径之比R1 R2 3 1 下列有关数据之比正确的是 A 周期之比T1 T2 3 1B 线速度之比v1 v2 3 1C 向心力之比F1 F2 1 9D 向心加速度之比a1 a2 1 9 D 例题1 土星外层上有一个环 为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群 可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断 A 若v R 则该层是土星的一部分B 若v2 R 则该层是土星的卫星群C 若v R 则该层是土星的一部分D 若v2 R 则该层是土星的卫星群 答案 AD 二 地球同步卫星的运行特征 可概括为四个一定 定轨道平面 运行轨道平面在赤道平面 定周期 等于地球自转周期 24h 定高度 离地面高度一定 h 36000km 定速度 运行速度一定 v 3 1km s 三 同步卫星 近地卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的异同 近地卫星A 同步卫星B和赤道上的物体C的运动参数比较 r赤 r近 r同 T赤 T同 T近 赤 同 近 a赤 a同 a近 V赤 V同 V近 结论 例2 同步卫星离地心距离为r 运行速度为v1 加速度为a1 地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2 第一宇宙速度为v2 地球半径为R 则以下正确的是 答案 AC 宇宙航行 变轨问题 思考 人造卫星在低轨道上运行 要想让其在高轨道上运行 应采取什么措施 1 2 L 使卫星进入更高轨道做圆周运动 向高轨卫星的发射 卫星的变轨问题 v2 v1 v4 v3 v1 v4 v2 v1 v4 v3 v2 v3 点火加速 在椭圆轨道上运行 第一次变轨 第二次变轨 点火加速 在圆轨道上稳定运行 卫星的回收 练2 如图所示 发射同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道1 然后经点火使其沿椭圆轨道2运行 最后再次点火将其送入同步圆轨道3 轨道1 2相切于P点 2 3相切于Q点 当卫星分别在1 2 3上正常运行时 以下说法正确的是 A 在轨道3上的速率大于1上的速率B 在轨道3上的角速度小于1上的角速度C 在轨道2上经过Q点时的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率D 在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上经过P点时的加速度 BD 空间站实际上就是一个载有人的人造卫星 那么 地球上的人如何登到空间站 空间站上的人又如何返回地面 这些活动都需要通过宇宙飞船来完成 这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题 思考 能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上 再通过加速去追上空间站实现对接呢 宇宙飞船与空间站对接问题 不行 因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接 飞船首先在比空间站低的轨道运行 当运行到适当位置时 再加速运行到一个椭圆轨道 通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点 便可实现对接 如图所示 空间站 飞船 练3 宇宙飞船和轨道空间站在同一轨道上运动 若飞船想与前面的空间站对接 飞船为了追上轨道空间站 可采取的方法是 A 飞船加速直到追上B 飞船从原轨道减速至一个