万有引力复习(2)-人造卫星和宇宙速度20131221.ppt

1、复习,人造卫星,宇宙速度,万户飞天,嫦娥奔月,敦煌飞天的壁画,我国在1970年4月20日发射了第一颗人造地球卫星,西昌卫星发射中心,酒泉卫星发射基地,太原卫星发射中心,各种各样的卫星,返回,1.什么是人造卫星？,2.发射人造卫星的原理分析 -动力学原因,宇宙速度,3.地球同步卫星,人造卫星,问题1.什么是人造卫星？,人造卫星（Artificial Satellite）:环绕地球在空间轨道上运行（至少一圈）的无人航天器。,问题2.发射人造卫星原理是什么 ？（1/3）,牛顿对发射人造卫星的构想：,从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速

2、度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将绕地球旋转成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。,问题2.发射人造卫星原理是什么（2/3)？,人造卫星绕地球运行的动力学原因,人造卫星绕地球运行时，做匀速圆周运动，人造卫星需要向心力由万有引力提供。,问题2.发射人造卫星原理是什么(3/3) ？,问题3.人造卫星的运行速度多大？(1/2),设地球和卫星的质量分别为M和m,卫星到地心的距离为r, 求：卫星运动的线速度多大?,问题3.人造卫星的运行速度多大？(2/2),运行速度 指卫星在稳定的轨道上绕地球转动的线速度,问题4.人造卫星的发射速度什么意思？,发射速度 指被发射物体离开地面时的水平初速度,问题5.

3、 发射速度与运行速度的关系怎样？,问题6.卫星运动的角速度和周期怎样？,问题7.你会比较吗？,不同轨道上运行的卫星，轨道半径越大,线速度,角速度,周期,向心加速度,越小,越小,越小,越大,向心力,问题8.人造卫星的轨道怎样呢？(1/2),问题8.人造卫星的轨道怎样呢？(2/2),问题9.同步卫星你知道多少呢？(1/2),地球同步卫星： 与地球自转同步,相对于地面静止的人造卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。,问题9.同步卫星你知道多少呢？(2/2),特点：,(2)所有的同步卫星只能分布在赤道平面上.,(1)T=24h,F1,F2,F3,赤道平面,北,南,东,西,问题10.同步卫星为什么在赤道平面

4、上？,问题11.同步卫星的发射过程怎样？,1.第一宇宙速度,地球半径R地=6400km，地球质量M=5.981024kg,近地卫星的环绕速度（在轨道上的运行速度）第一宇宙速度 。,最小的发射速度 ， 最大的环绕速度.,要发射一颗轨道半径大于地球半径的人造卫星，发射速度必须大于7.9km/s 。但所有卫星的环绕速度都必须小于7.9km/s。所以第一宇宙速度是：,问题12.什么是宇宙速度？(1/3),2.第二宇宙速度（脱离速度）,意义：物体刚好能克服地球的引力作用，离开地球而绕太阳运动的速度。,注意：发射速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹不是圆，而是椭圆；等于或大于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。,大小：v2=11.2km/s,问题12.什么是宇宙速度？(2/3),意义：物体刚好能摆脱太阳引力的束缚而飞到太阳系以外的速度。,注意：发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，卫星绕太阳作椭圆运动，成为一颗人造行星。如果发射速度大于或等于16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以