高一物理宇宙航行

1、6.56.5宇宙航宇宙航行行 一一卫星的发射卫星的发射V二二.卫星的运行卫星的运行人造卫星的运动规律人造卫星的运动规律22222()MmvGmmrmrmgrrT22MmvGmrrGMvr1vr22MmGmrr3GMr31r222()MmGmrrT32rTGM3Tr2MmGmgr2GMar21ar练习：练习： 求近地卫星的周期求近地卫星的周期6 31124(6.37 10 ) 2 3.146.67 105.89 10 s 地GMrT32我们能否发射一颗周期为我们能否发射一颗周期为50min50min的卫星呢？的卫星呢？3 5.07 1084.5mins112466.67 105.89 1016.

2、37 10/7.9/GMRvm skm s这就是人造地球卫星在地面附近这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具绕地球做匀速圆周运动所必须具有的有的最低发射速度最低发射速度，叫做，叫做第一宇第一宇宙速度宙速度。近地面的卫星的速度是多少呢？近地面的卫星的速度是多少呢？11226.67 10/GN mkg已知：66.37 10Rm245.89 10Mkg2 2 第二宇宙速度第二宇宙速度( (脱离速度脱离速度) ) V=11.2km/s V1=7.9Km/sV2=11.2Km/sV3=16.7Km/s3 3 第三宇宙速度第三宇宙速度( (逃逸速度逃逸速度) )V=16.7km/s （2

3、 2）第一宇宙速度是发射地）第一宇宙速度是发射地 球卫星的最小速度，是球卫星的最小速度，是 卫星绕地球运行的最大卫星绕地球运行的最大 速度。速度。 （1 1）第一宇宙速度的大小：）第一宇宙速度的大小： V=7.9km/s V=7.9km/s 1 1 第一宇宙速度第一宇宙速度 (环绕速度环绕速度)二二 同步通讯卫星同步通讯卫星 1 1 同步卫星的周期：同步卫星的周期： 地球自转的周期T=86400s2 2 同步卫星的必须在赤道上空同步卫星的必须在赤道上空F向向= F引引F向向F引F引引5 5 同步卫星的个数同步卫星的个数大约大约3 3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同度角左右才能放置一颗卫星，地

4、球的同步通讯卫星只能有步通讯卫星只能有120120颗。可见，空间位置也颗。可见，空间位置也是一种资源。是一种资源。3 3同步卫星的高度同步卫星的高度 h h为固定值（为固定值（h=35786Kmh=35786Km） 222mMTR hGm Rh2234G M ThR4同步卫星速度同步卫星速度2323.1410/RhTvmsh=3.6107mr=4.2107mv=3km/sT=24hh=3.8108mr3.8108mv=1km/sT=27天天h0r=6.4106mv=7.9km/sT=84分钟分钟同步卫星同步卫星近地卫星近地卫星月球月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较近地卫星、同步卫星、月球三者

5、比较四、人造卫星的超重和失重四、人造卫星的超重和失重1、发射和回收阶段、发射和回收阶段发射发射加速上升加速上升超重超重回收回收减速下降减速下降超重超重2、沿圆轨道正常运行、沿圆轨道正常运行只受重力只受重力a = g完全失重完全失重与重力有关的现象全部消失与重力有关的现象全部消失天平天平弹簧秤测重力弹簧秤测重力液体压强计液体压强计同步卫星的发射和回收123PQ 例例1 1通信卫星又叫同步卫星，下面关于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同步卫星的说法中正确的是 A A、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道 平面内平面内 B B、所有的地球同步卫

6、星的质量都相等、所有的地球同步卫星的质量都相等 C C、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运 动的角速度都相等动的角速度都相等 D D、所有的地球同步卫星离地心的距离都相等、所有的地球同步卫星离地心的距离都相等 ACDACD 例例2 2一颗人造地球卫星距地面的高度一颗人造地球卫星距地面的高度为为h,h,设地球半径为设地球半径为R R，卫星运动周期为，卫星运动周期为T T地球表面处的重力加速度为地球表面处的重力加速度为g,g,则该同步则该同步卫星的线速度的大小应该为卫星的线速度的大小应该为 BCBCA B 2（h+R）/T C D gRh)( )/(2Rhg

7、RRgABDABD 例例6 6、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道圆轨道1 1，然后点火，使其沿椭圆轨道，然后点火，使其沿椭圆轨道2 2运行，最后再次运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道点火，将卫星送入同步圆轨道3 3。轨道。轨道1 1、2 2相切于相切于Q Q点，点，轨道轨道2 2、3 3相切于相切于P P点，如图所示，则当卫星分别在点，如图所示，则当卫星分别在1 1、2 2、3 3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是：轨道上正常运行时，下列说法中正确的是： A A、卫星在轨道、卫星在轨道3 3上的速率大于在轨道上的速率大于在轨道1 1上的速率上的速率 B B、卫星在轨道、卫星在轨道3 3上的角速度小于在轨道上的角速度小于在轨道1 1上的角速度上的角速度 C C、卫星在轨道、卫星在轨道1 1上经过上经过Q Q点时的加速度大于它在轨道点时的加速度大于它在轨道 2 2上经过上经过Q Q点时的加速度点时的加速度 D D、卫星在轨道、卫星在轨道2 2上经过上经过P P点点 时的加速度等于它在轨道时的加速度等于它在轨道 3 3上经过上经过P P点时的加速度点时的加速度 例题分析例题分析（双星问题双星问题） 解题要点：解题要点