邱6.5.宇宙航行.ppt

1、地球质量的计算：,太阳质量的计算：,球体的体积:,球体的密度:,中国人的飞天梦,外国人的“飞天”梦,6.5.宇宙航行,抛出的石头会落地，为什么卫星、月亮没有落下来？卫星、月亮没有落下来必须具备什么条件？,问题：,牛顿人造卫星原理图,牛顿的设想过程,方法一：人造卫星运动近似看做匀速圆周运动，万有引力提供物体作圆周运动的向心力,方法二：重力提供物体作圆周运动的向心力,探究问题一：以多大的速度抛出这个物体，它才会绕地球表面运动，不会落下来？(已知=6.6710-11Nm2/kg2 , 地球质量M=5.891024kg, 地球半径R=6400km),（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2 R=6

2、400km）,一宇宙速度,1、第一宇宙速度（又叫环绕速度） v1=7.9km/s 它是人造卫星在地面 附近绕地球做匀速圆 周运动的速度,第一宇宙速度是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度。,V1=7.9km/s,问题: 若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？,绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。,轨道半径越大，此时线速度越小。,2.第二宇宙速度（又叫逃离速度）： v2=11.2 km/s 这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度 如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运

3、行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点,3.第三宇宙速度（又叫脱逸速度）： V3=16.7km/s,这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度 如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了,相对于地面静止且与地球自转同步的卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。,二.1.拓展：地球同步卫星：,同步卫星有以下几个特点：,（1）周期一定T=24h （2）在赤道平面内 （3）高度一定,地球同步卫星（通讯卫星）,1.特点：,3颗同步卫星可实现全球覆盖,向高轨卫星的发射,2、变轨问题,神六飞船入轨后先是在近地点200公里，远地点350公里的椭圆轨道上运行，运行5圈时

4、，然后变轨到距地面343公里的圆形轨道。 10月12日15时55分，北京航天飞控中心发出指令，启动神舟六号轨控发动机，从15时54分45秒开始，发动机工作了63秒，飞船的运动已接近圆形，变轨成功了！,比较v1、v2、v3的大小?,神州六号的相关问题,v1_v2,v2_v3,v1_v3,v1v3v2,3.卫星超、失重问题,上升阶段： 超重状态,下降阶段： 超重状态,轨道上： 完全失重状态,注意：无论哪种状态都是视重的变化，其重力不变。,4.人造卫星的运动规律(“天上”),由,4.半径与线速度、角速度、周期 、向心加速度的关系,练习： 1.对于绕地球运动的人造卫星： （1）离地面越高，向心力越 （

5、2）离地面越高，线速度越 （3）离地面越高，周期越 （4）离地面越高，角速度越 （5）离地面越高，向心加速度越,小,大,小,小,小,2.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地 .圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火。将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3 轨道上正常运行时，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点时的加速度大于它在轨道 2上经过Q点时的加速度 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

6、的加速度,BD,3.若飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（ ） A、可以从较低的轨道上加速 B、可以从较高的轨道上加速 C、可以从与空间站同一轨道上加速 D、无论在什么轨道上，只要加速都行,A,4.所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上做匀速圆周运动，跟地球自转同步，求同步卫星离地面高度及 线速度大小,线速度大小,5.求近地卫星的周期,7. 人造卫星中的物体处于失重状态是指物体 ：（ ） A不受地球引力作用 B受到的合力为零 C对支持它的物体没有压力 D不受地球引力，也不受卫星对它的引力,C,6.关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是：（ ） A.它是卫星绕地球飞行

7、的最小速度 B.它是近地圆形轨道上卫星的运行速度； C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运动时在近地点的速度,BC,8.据报道，美国和俄罗斯的两颗卫星2009年2月11日在西伯利亚上空约790公里相撞此轨道恰好比国际空间站的轨道高约434公里。这是用来远距离探测地球的卫星和电话卫星的轨道,则正确的是：（ ） A在碰撞轨道上运行的卫星的周期比国际空间站的周期小 B国际空间站里的工作人员处于失重状态 C发射一颗到碰撞轨道运行的卫星，发射速度要大于11.2km/s D在同一轨道上，若后面的卫星加速，就可能与前面的卫星相 碰撞,B,1、当发射速度为7.9km/s, 物体恰好环绕地球表面做圆周运动； 2、当发射速度大于7.9km