物理宇宙航行公式

1、22mmvgmrr2224mmgmrrt22mmgmrr2m mgm argmvr3gmr2 34rtgm2gmar23grr2324rtgr22grar2grvr2m mm ggr练练1 1、两颗人造地球卫星质量之比两颗人造地球卫星质量之比m m1 1mm2 2=12,=12,轨道半径之比轨道半径之比r r1 1rr2 2=31=31，下列有关数据之比正确的是下列有关数据之比正确的是( )( )a a、周期之比、周期之比t t1 1tt2 2=31 =31 b b、线速度之比、线速度之比v v1 1vv2 2=31=31c c、向心力之比、向心力之比f f1 1ff2 2=19 =19 d

2、d、向心加速度之比、向心加速度之比a a1 1aa2 2=19=19d例题例题1:土星外层上有一个环。为了判断它是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量环中各层的线速度v与该层到土星中心与该层到土星中心的距离的距离r之间的关系来判断：之间的关系来判断： ( )a若若vr，则该层是土星的一部分，则该层是土星的一部分b若若v2r，则该层是土星的卫星群，则该层是土星的卫星群c若若vr，则该层是土星的一部分，则该层是土星的一部分d若若v2r，则该层是土星的卫星群，则该层是土星的卫星群答案：答案：ad二、地球同步卫星的

3、运行特征二、地球同步卫星的运行特征可概括为四个一定可概括为四个一定定轨道平面定轨道平面：运行轨道平面在赤道平面；：运行轨道平面在赤道平面；定周期定周期：等于地球自转周期（：等于地球自转周期（24 h）定高度定高度：离地面高度一定（：离地面高度一定（h=36000 km）定速度定速度：运行速度一定（：运行速度一定（v3.1km/s）三、三、同步卫星同步卫星、近地卫星近地卫星和赤道赤道上随地球自转的物体上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的异同 例例2、同步卫星离地心距离为同步卫星离地心距离为r，运行速度，运行速度为为v1，加速度为，加速度为a1.地球赤道上的物体随地地球赤道上的物体随地球自转的加

4、速度为球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为，第一宇宙速度为v2，地球半径为地球半径为r.则以下正确的是则以下正确的是:（ ）rraaa21.2221.rraab答案：答案：ac宇宙航行宇宙航行变轨问题变轨问题思考：思考：人造卫星在人造卫星在低轨道上运行低轨道上运行，要想让其，要想让其 在在高轨道上运行高轨道上运行，应采取什么措施？，应采取什么措施？22rmmgrmv122211,vrmmgrmv使使卫星加速到222lmmglmv2233vlmmglmv，使使卫星加速到卫星的变轨问题：卫星的变轨问题：v1v2v3v4v2v1v4v3v1v4v2v1v4v3v2v3 点火加速：点火加速：在椭圆轨在

5、椭圆轨道上运行道上运行:第一次变轨：第一次变轨：第二次变轨：第二次变轨： 点火加速：点火加速：在圆轨道上在圆轨道上稳定运行：稳定运行：练练2、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道点火将其送入同步圆轨道3。轨道。轨道1、2相切于相切于p点，点，2、3相切于相切于q点。当卫星分别在点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以上正常运行时，以下说法正确的是（下说法正确的是（ ） a、在轨道、在轨道3上的速率大上的速率大 于于1上的速

6、率上的速率 b、在轨道、在轨道3上的角速度上的角速度 小于小于1上的角速度上的角速度 c、在轨道、在轨道2上经过上经过q点时点时 的速率等于在轨道的速率等于在轨道3上经过上经过q点时的速率点时的速率 d、在轨道、在轨道1上经过上经过p点时的加速度等于在轨道点时的加速度等于在轨道2上上 经过经过p点时的加速度点时的加速度 qqp p231bd 空间站实际上就是一个载有人的人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？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，这些活动都需要通过宇宙飞船

7、来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。问题。思考：思考：能否把宇宙飞船先发射到空能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？追上空间站实现对接呢？宇宙飞船与空间站宇宙飞船与空间站对接问题对接问题 不行，因为飞船加速后做不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。飞道而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的轨道船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道。再加速运行到一个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空间通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接，如相切点，便可实现对接，如图所示。图所示。飞船飞船练练3、宇宙飞船和轨道空间站在同一轨道上运动，、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：上轨道空间站，可采取的方法是： ( )a飞船加速直到追上飞船加速直到追上b飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上飞船从原轨