中心力场中质点运动规律 ppt课件

1、10.2 中心力场中质点运动规律质点在中心力场中运动时，动质点在中心力场中运动时，动量矩是守恒的。量矩是守恒的。 常数HrVr2质点在中心力场中运动时，能质点在中心力场中运动时，能量是守恒的。量是守恒的。 212EVEr 常数图10.9 中心力场中质点P的速度o地球VrererVr PrV飞行轨道aabblFrArarpe1e=10e1地球e=0开普勒第一定律：一切行星都以太阳为焦点的椭圆轨道上运转。开普勒三定律 在dt时间内，矢量r扫过的面积为：212dAr d从而：HdtdrdtdA21212FPVrdr d图10.12 dt时间内扫过的面积开普勒第二定律：单位时间内矢量r扫过的面积为常数

2、。2AabTdAHdt对椭圆轨道来讲，其面积为ab,那么轨道周期为：EHl开普勒第三定律：轨道周期与轨道长半轴的二分之三次方成正比。322ETa10.3 三个宇宙速度和地球静止轨道卫星发射速度第一宇宙速度第一宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度第三宇宙速度地球静止轨道卫星发射速度地球静止轨道卫星发射速度环绕速度和轨道周期环绕速度和轨道周期定义：忽略大气阻力的情况下，一个物体沿地球外表飞行的速度。r=R, e=0, =0，222/1cos1cos1cosEEr vHlreee由可以得到:17.905km/sEvvR第一宇宙速度第一宇宙速度Rv1地球第一宇宙速度第一宇宙速度定义：在地球外表

3、上发射空间飞行器，使它脱离 地球引力场所需求的最小速度。由于 r=R, e=1, =0，所以e=1v2R地球222/1cos1cos1cosEEr vHlreee212211.18km /sEvvR第二宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度：地球上发射一个空间飞行器，使它脱离第三宇宙速度：地球上发射一个空间飞行器，使它脱离 太阳引力场所需求的最小速度。太阳引力场所需求的最小速度。232 /216.65km /sESEvvR1. 求从地球轨道上脱离太阳引力场所需的求从地球轨道上脱离太阳引力场所需的 最小速度最小速度vs22. 求地球公转速度求地球公转速度vE3. 求航天器脱离太

4、阳引力场，相对地球需求求航天器脱离太阳引力场，相对地球需求 添加的速度添加的速度vS2/E地球太阳22SSSvR2232/22SEEvvR由能量方程：地球静止轨道卫星：卫星的周期与地球自地球静止轨道卫星：卫星的周期与地球自转周期一样，卫星的轨道为赤道上空的圆转周期一样，卫星的轨道为赤道上空的圆轨道。轨道。地球r4R地球静止轨道卫星v4c324224 3600ETr442CrvT2244422CEEvvRr24444()210.77km/s2CEvrRvRr地球静止轨道卫星发射速度地球静止轨道卫星发射速度轨道高度35786km环绕速度Vc :离地面h高的圆轨道上的飞行速度。由于是圆轨道e=0。1

5、coslre22()cERh vRh111/cvvh R322ETa23)1 (223RhRTE轨道周期T10.4 轨道根数定义：确定卫星的空间位置所需求的参数。确定轨道平面的位置 升交点赤经 、轨道倾角i 确定轨道外形 半长轴 a、 偏心率e 确定轨道在轨道面内的位置 近地点角距确定卫星在轨道上的位置 真近点角图10.4 轨道根数轨道分类0i900i90i90i赤道轨道，卫星轨道在赤道平面内，地球同步轨道卫星的轨道属于这种轨道。顺行轨道，多数卫星采用这种轨道，由于它利用地球自转速度，从而节省发射需求的能量。极轨道，在极轨道上，卫星可以观测整个地球，因此地球资源卫星、全球侦查卫星采用这种轨道。

6、逆行轨道，由于地球自转速度起负作用，发射需求的能量添加，因此普通不采用这种轨道。轨道控制的含义1.轨道修正 受月球、太阳、行星的引力，太阳风和辐射压力，微薄大气阻力等干扰力的作用，使航天器偏离预定轨道。2.变轨 某些义务的需求，如前往、交会对接轨道控制的分类1. 1. 轨道面内轨道控制轨道面内轨道控制 2. 2. 轨道面的控制轨道面的控制轨道控制的实现 轨道控制是经过调理火箭发动机的推力方向 和火箭发动机任务时间来实现。10.5轨道控制轨道面内轨道控制 航天器的原轨道和目的轨道在同一平面内时，改动航天器的飞行速度的大小和方向，由原轨道转移到目的轨道，称同轨道面内的轨道控制。ab地球原轨道目的轨

7、道转移轨道霍曼轨道转移霍曼轨道转移轨道面的控制 当原飞行轨道和目的轨道 不在一个平面内 时，那么需求控制轨道面。 轨道面的控制是在圆轨道和目的轨道的交点上，给空间飞行器加此点上 目的轨道速度和原轨道速度差值 而到达目的。控制前控制后1aV2aVaVa原轨道目的轨道图10.16 轨道面控制 如空间站发射到其轨道上，过一段时间需求给空间站乘员送食品等补给品和空间站需求的燃料等其他补给品，同时需求把空间站里实验过的东西等带回地面。普通用飞船或航天飞机执行此义务，为此空间站和飞船或航天飞机交会对接才行。两个空间飞行器，在空间某一点上会合两个空间飞行器，在空间某一点上会合 叫做交会；叫做交会；两个空间飞行器衔接成一体两个空间飞行器衔接成一体 叫做对接。叫做对接。为了对接需求先交会。为了对接需求先交会。三种交会方法：三种交会