陕西省安康市石泉县高中物理 第5章 万有引力与航天 5.4 飞出地球去（第二课时）课件 沪科版必修2.ppt

第五章万有引力与航天 5 4飞出地球去 第二课时 3 第三宇宙速度 逃逸速度 v 16 7千米 秒 卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度 1 第一宇宙速度 环绕速度 v 7 9千米 秒 地球卫星最大的绕行速度 地球卫星的最小发射速度 2 第二宇宙速度 脱离速度 v 11 2千米 秒 卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度 或 宇宙速度 a b c d 一 人造卫星的轨道 1 如图所示 a b c d四条轨道中可以作为卫星轨道的是哪几条 卫星轨道的特点 万有引力提供向心力 所以轨道平面一定经过地球中心 卫星围绕地心做匀速圆周运动 赤道轨道 极地轨道 倾斜轨道 1 基本思路 建立模型 卫星绕地球做匀速圆周运动万有引力 重力 提供向心力 r越大 t越大 r越大 v越小 r越大 越小 r为地球的半径 h为卫星距地面的高度 r越大 a越小 练习 1 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动 其速率 a 一定等于7 9km sb 等于或小于7 9km sc 一定大于7 9km sd 介于7 9km s 11 2km s之间 b 三 近地卫星 在地面附近运行的卫星 一般距地面高度在500km以下 其轨道半径近似看成地球半径 即r r 计算 近地卫星绕地球做圆周运动的线速度v和周期t 84 6min 思考 能否发射周期t 80min的地球卫星 近地卫星是运行速度最大 周期最小的人造地球卫星 四 同步卫星 相对于地面静止的卫星 其周期与地球自转周期相同 即t 24h 四 同步卫星 相对于地面静止的卫星 其周期与地球自转周期相同 即t 24h 同步卫星的特点 1 运行方向与地球自转方向一致 2 运转周期和地球自转周期相同 即t 24h 3 运行角速度等于地球自转角速度 4 运行轨道平面与赤道平面重合 即同步卫星始终运行在赤道的正上方 5 同步卫星的高度 为定值 6 线速度为定值 v 3 1km s 3颗同步卫星可实现全球覆盖 1 同步卫星主要用于通讯 要实现全球通讯 只需三颗同步卫星即可 2 为了同步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 1 通信卫星又叫同步卫星 下面关于同步卫星的说法中正确的是 a 所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内b 同步卫星可以过南北两极c 所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运动的角速度都相等d 所有的地球同步卫星离地球的高度是地球的整数倍 ac 练习 五 卫星变轨 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 在低轨道上加速 使其沿椭圆轨道运行 当行至椭圆轨道的远点处时再次加速 即可使其沿高轨道运行 卫星变轨原理 1 卫星在二轨道相切点 万有引力相同 加速度相同 速度 内小外大 切点看轨迹 2 卫星在椭圆轨道运行 近地点 速度大 加速度大 远地点 速度小 加速度小 1 2 r 卫星在圆轨道运行速度v1 v2 900 减小 卫星变轨原理 r 卫星变轨原理 使卫星进入更高轨道做圆周运动 卫星的回收 卫星变轨 卫星如何变轨 以发射同步卫星为例 先进入一个近地的圆轨道 然后在v2点火加速 进入椭圆形转移轨道 该椭圆轨道的近地点在近地圆轨道上 远地点在同步轨道上 到达远地点时再次自动点火加速 进入同步轨道 v2 v1 v4 v3 v1 v4 结果 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 1 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 卫星变轨 例题 如图所示 宇宙飞船b在低轨道飞行 为了给更高轨道的空间站a输送物资 它可以采用喷气的方法改变速度 从而达到改变轨道的目的 以下说法正确的是 a 它应沿运行方向方向喷气 与a对接后周期变小b 它应沿运行速度反方向喷气 与a对接后周期变大c 它应沿运行方向方向喷气 与a对接后周期变大d 它应沿运行速度反方向喷气 与a对接后周期变小 b 卫星变轨 练习 宇宙飞船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 可采取的办法是 a 飞船加速直到追上空间站b 飞船从原轨道减速至一较低轨道 再加速追上空间站完成对接c 飞船从原轨道加速至一较高轨道 再减速追上空间站完成对接d 无论飞船采取何种措施 均不能与空间站对接 b 练习 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 将卫星送入同步轨道3 轨道1 2相切于q点 轨道2 3相切于p点 如图所示 则当卫星分别在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