人造卫星(专题课).ppt

第2节人造地球卫星宇宙速度,“东方红一号”,侦察卫星,“风云一号”气象卫星,科学探测卫星,自转1,近地2,同步3,月球4,比较下列4颗卫星运动物理量(r、T、v、a)大小,同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R.则（),A.B.C.D.,答案：AD,=,=,自转1,近地2,同步3,v2v1,v4v3,v1v4,v2v1v4v3,卫星的变轨,A,B,知小圆半径为R,周期为T,大圆半径为r,求卫星从A跃迁到B的时间？,提示：用开普勒第3定律求解,比较下列速度大小,发射地球同步卫星时，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，将卫星送人同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点如图所示，则卫星分别在1、2、3轨道上运行时，以下说法正确的是（）A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C卫星在轨道1上经过Q点时的速度等于它在轨道2上经过Q点时的速度D卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度,答案：AD,双星,例:在天体运动中，把两颗相距很近的恒星称为双星，这两颗星必须各自以一定的速率绕某一中心转动才不至于由于万有引力而吸在一起。已知两恒星的质量分别为M1和M2两恒星距离为L。求：(1)两恒星转动中心的位置；(2)转动的角速度。,L,M1,M2,r1,L-r1,解：如图所示，两颗恒星分别以转动中心O作匀速圆周运动，角速度相同，设M1的转动半径为r1，M2的转动半径为r2=L-r1；它们之间的万有引力是各自的向心力。,由后两式相等解得得,由前两式相等解得得,例：如图所示，有A、B两个卫星绕地球做圆周运动，旋转方向相同，A卫星的周期为T1，B卫星的周期为T2，在某一时刻两卫星第一次相遇（即两卫星距离最近），求：1、多少时间后两卫星第二次相遇？2、多少时间后两卫星第一次相距最远？,t/2,解：A星转得快，设相遇时B转过角度为，则A转过角度为(+2)，设经过的时间为t,卫星的相遇,解：设“光子”的质量为m，由于光不能从太阳射出,设“光子”恰好绕太阳(黑洞)作近地匀速圆周运动,向心力由万有引力提供，由牛顿第二定律得:,黑洞,例:已知太阳的质量M=2.01030kg，光的速度c=3.0108m/s，试估算太阳如果演变成了黑洞，它的半径将变成多少？,例、某行星上一昼夜的时间为T=6h，在该行星赤道处用弹簧秤测得一物体的重力大小比在该行星两极处小10%，则该行星的平均密度是多大？（G取6.671011Nm2/kg2）,例、设某种原因地球自转的加快，当角速度等于多少时，赤道上物体的重力为零？,解：万有引力全部提供自转向心力,重力的变化,例1:有两颗人造地球卫星质量之比m1m2=12,它们运行线速度之比v1v2=12，那么()A.向心力之比F1F2=132B.向心加速度之比a1a2=161C.轨道半径之比r1r2=41D.周期之比T1T2=81,ACD,比例法,例1:在圆轨道上运动的质量为m的人造卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则()A卫星运动的速度为B卫星运动的周期为C卫星的加速度为g/2D卫星的动能为mgR/4,知一求其他,mg=GMm/R2,GM=gR2,r=R+h=2R,BD,例1:一颗人造地球卫星距地面的高度为h,设地球半径为R，卫星运动周期为T，地球表面处的重力加速度为g,则该同步卫星的线速度的大小应该为(),BC,A,B2(h+R)/T,C,D,一题多解,例2:用m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离开地面的高度，R表示地球的半径，g表示地面处的重力加速度，表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受的地球对它的万有引力的大小为(),BC,GMm/r2=mr2,(GM=gR2),F=GMm/r2=mgR2/(R+h)2,自转1,近地2,同步3,月球4,比较下列4颗卫星运动物理量(r、T、v、a)大小,【例1】2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98的经线在同一平面内.若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似为东经98和北纬a=40已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g(视为常数)和光速c，试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符