宇宙航行課件1

1、,,第五節(jié)宇宙航行,一、牛頓設(shè)想：地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？,300多年前，牛頓提出設(shè)想,設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行，質(zhì)量為m，軌道半徑為r。那么，在該軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度v如何推算？,,衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的速度越慢。,,學(xué)·科·網(wǎng),這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的最低發(fā)射速度，叫做第一宇宙速度。,近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？,學(xué)&

2、#183;科·網(wǎng),提示 ：同學(xué)們算算，近地衛(wèi)星的周期又是多少呢？,思考：我們能否發(fā)射一顆周期為70min的衛(wèi)星呢？,不能??！,學(xué)·科·網(wǎng),二、宇宙速度,1、第一宇宙速度： (環(huán)繞速度）,V1=7.9km/s,,地球,,11.2km/s>v>7.9km/s,2、第二宇宙速度：　　　　　(脫離速度),V2=11.2km/s,,V3=16.7km/s,,3、第三宇宙速度：（逃逸速度）,,→人造行星,

3、→人造恒星,人造衛(wèi)星,概念辨析　　　發(fā)射速度和運(yùn)行速度,1、發(fā)射速度：是指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時(shí)的速度。,2、運(yùn)行速度：是指衛(wèi)星進(jìn)入軌道后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。,,r↗ v↘,近地衛(wèi)星,其它衛(wèi)星,①宇宙速度均指發(fā)射速度,②第一宇宙速度為在地面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大速度,學(xué)·科·網(wǎng),四、人造衛(wèi)星的超重和失重,1、發(fā)射和回收階段,發(fā)射,,加速上升,,超重,回收,,減速下降,,超重,2、

4、沿圓軌道正常運(yùn)行,只受重力,,a = g,,完全失重,與重力有關(guān)的現(xiàn)象全部消失,天平,彈簧秤測(cè)重力,液體壓強(qiáng)計(jì),五、地球同步衛(wèi)星,1、所謂地球同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面靜止的人造衛(wèi)星，它在軌道上跟著地球自轉(zhuǎn)，同步地做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它的周期：T＝24h,2、所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個(gè)確定軌道上 ，即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合，衛(wèi)星離地面高度為定值。,,,學(xué)·科·網(wǎng),思考：地球同步衛(wèi)星能否位于北京正上方某

5、一確定高度h ？,所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個(gè)確定軌道上。注：為了衛(wèi)星之間不互相干擾，大約3°左右才能放置1顆，這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆?？梢?，空間位置也是一種資源。,學(xué)·科·網(wǎng),,,,,,,,同步衛(wèi)星,近地衛(wèi)星,月球,近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、月球三者比較,例題分析（雙星問題）,解題要點(diǎn)：,①雙星的向心力大小相同②雙星的角速度相同,,,,凡是人造衛(wèi)星的問題都可從下列關(guān)系去列運(yùn)動(dòng)方程，即:,

6、重力=萬(wàn)有引力=向心力,神州六號(hào)的發(fā)射模擬,例1:,設(shè)地球的質(zhì)量不變,而地球半徑增加為原來的2倍,那么從地球發(fā)射的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的 ( ) A. 倍 B. 倍 C. ½ 倍 D.2倍,,B,例2：,關(guān)于宇宙速度，下列說法正確的是：（ ）A.第一宇宙速度是能使人造地球衛(wèi)星飛行的 最小發(fā)射速度B.第一宇宙速度使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行 的最小速度

7、C.第二宇宙速度使衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí) 的最大速度D.第三宇宙速度時(shí)發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小 速度,A,例3：,關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（ ）A.它的運(yùn)行速度小于7.9km/sB.它的運(yùn)行速度大于7.9km/s C.它的周期是24h，且軌道平面于赤道平面重D.每一個(gè)地球同步衛(wèi)星離開地面的高度是一樣的,ACD,如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是：A、b、c

8、的線速度大小相等，且大于a的線速度；B、b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心 加速度；C、c加速可追上同一軌道 上的b，b減速可等候 同一軌道上的c；D、a衛(wèi)星由于某原因，軌 道半徑緩慢減小，其線 速度將增大。,例題分析,D,小 結(jié)：,一、宇宙速度 1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度） v1=7.9km/s 2、第二宇宙速度（脫離速度） v2=11.2km