卫星的发射变轨近地同步卫星说课讲解.ppt

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1、卫星的发射变轨近地同步卫星的发射变轨近地同步卫星卫星第一宇宙速度第一宇宙速度关于人造卫星：关于人造卫星：1发射发射3变轨变轨5轨道轨道6同步同步最小发射速度最小发射速度近地卫星的速度近地卫星的速度最大环绕速度最大环绕速度v第二宇宙速度第二宇宙速度（脱离速度）（脱离速度）v第三宇宙速度第三宇宙速度（逃逸速度）（逃逸速度）v11.2km/s16.7km/s第一宇宙速度需要会求解：第一宇宙速度需要会求解：已知中心天体质量已知中心天体质量M M，半径，半径R R，求其第一宇宙速度。，求其第一宇宙速度。已知中心天体表面重力加速已知中心天体表面重力加速度度g,g,半径半径R R，求其第一宇宙速，求其第一宇

2、宙速度。度。2近地卫星近地卫星4对接对接已知：地球半径已知：地球半径R=6400km，质质量量M=5.981024kg,引力常量引力常量=6.6710-11Nm2/kg2，地面附近的重力加速，地面附近的重力加速度度g=9.8m/s2方法一：方法一：方法二：方法二：若取地球的第一宇宙速度若取地球的第一宇宙速度为为8km/s，某行星的，某行星的质质量是地量是地球球质质量的量的6倍，半径是地球半径的倍，半径是地球半径的1.5倍，倍，则该则该行星的第行星的第一宇宙速度一宇宙速度约为约为A16km/sB32km/sC4km/sD2km/sB关于第一宇宙速度，下列说法正确的是关于第一宇宙速度，下列说法正确

3、的是()A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度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它是卫星绕地球运动的最大绕行速度它是卫星绕地球运动的最大绕行速度关于人造卫星：关于人造卫星：1发射发射3变轨变轨5轨道轨道6同步同步2近地卫星近地卫星4对接对接2近地卫星近地卫星1、近地卫星的轨道、近地卫星的轨道r：2、近地卫星的速度、近地卫星的速度v：3、近地卫星的周期、近地卫星的周期T：4、近地卫星的重要价值：、近地卫星的重要价值：某网站某网

4、站报报道，某国最近道，某国最近发发射了一射了一颗颗人造地球人造地球卫卫星，其每星，其每80min绕绕地球运地球运动动一圈，根据你所掌握的知一圈，根据你所掌握的知识识，去判断，去判断一下一下这则报这则报道是否是假新道是否是假新闻闻。关于人造关于人造关于人造关于人造卫卫卫卫星星星星,下列下列下列下列说说说说法正确的是法正确的是法正确的是法正确的是A A人造人造人造人造卫卫卫卫星星星星环绕环绕环绕环绕地球的运行的速度可能地球的运行的速度可能地球的运行的速度可能地球的运行的速度可能为为为为5.0km/s5.0km/sB B人造人造人造人造卫卫卫卫星星星星环绕环绕环绕环绕地球的运行的速度可能地球的运行的

5、速度可能地球的运行的速度可能地球的运行的速度可能为为为为7.9km/s7.9km/sC C人造人造人造人造卫卫卫卫星星星星环绕环绕环绕环绕地球的运行的周期可能地球的运行的周期可能地球的运行的周期可能地球的运行的周期可能为为为为80min80minD D人造人造人造人造卫卫卫卫星星星星环绕环绕环绕环绕地球的运行的周期可能地球的运行的周期可能地球的运行的周期可能地球的运行的周期可能为为为为200min200min一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度

6、，只需要测量（）（）A飞船的轨道半径飞船的轨道半径B飞船的运行速度飞船的运行速度C飞船的运行周期飞船的运行周期D行星的质量行星的质量Bv1v2v3v4a3a4a1a2A123关于人造卫星：关于人造卫星：1发射发射5轨道轨道6同步同步2近地卫星近地卫星4对接对接3变轨变轨卫星变轨问题的分析方法卫星变轨问题的分析方法“天宫一号天宫一号”被长征二号火箭发射后，准被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号天宫一号”在轨道在轨道1上运行上运行4周后，周后，在在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号天宫一号”沿椭

7、沿椭圆轨道圆轨道2运行到达运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球绕地球做圆周运动，做圆周运动，“天宫一号天宫一号”在图示轨道在图示轨道1、2、3上正常运行时，下上正常运行时，下列说法正确的是列说法正确的是A“天宫一号天宫一号”在轨道在轨道3上的速率大于在轨道上的速率大于在轨道1上的速率上的速率B“天宫一号天宫一号”在轨道在轨道3上的角速度大于在轨道上的角速度大于在轨道1上的角速度上的角速度C“天宫一号天宫一号”在轨道在轨道1上经过上经过Q点的加速度点的加速度大于它在轨道大于它在轨道2上经过上经过Q点的加速度点的加速度D“天宫一号天宫一号”在轨道在轨道

8、2上经过上经过P点的加速度等于它在轨道点的加速度等于它在轨道3上经过上经过P点的加速度点的加速度我国在西昌成功我国在西昌成功发发射第八射第八颗颗北斗北斗导导航航卫卫星，如星，如图图所示，假若第所示，假若第八八颗颗北斗北斗导导航航卫卫星先沿星先沿椭圆轨椭圆轨道道1飞飞行，后在行，后在远远地点地点P处处点火加点火加速，由速，由椭圆轨椭圆轨道道1变变成地球同步成地球同步轨轨道道2，下列，下列说说法正确的是法正确的是A第第八八颗颗北北斗斗导导航航卫卫星星在在轨轨道道1上上的的P点点和和其其在在轨轨道道2上上的的P点点的的加加速度大小相等速度大小相等B第第八八颗颗北北斗斗导导航航卫卫星星在在轨轨道道2的

9、的运运行行周周期期大大于于在在椭椭圆圆轨轨道道上上的的运运行周期行周期C第八颗北斗导航卫星在轨道第八颗北斗导航卫星在轨道2运行时的速度大于运行时的速度大于7.9km/sD第八第八颗颗北斗北斗导导航航卫卫星在星在轨轨道道2运行运行时时完全失重，不受地球引力作完全失重，不受地球引力作用用3关于人造卫星：关于人造卫星：1发射发射5轨道轨道6同步同步2近地卫星近地卫星3变轨变轨4对接对接2011年年9月月29日晚日晚21时时16分，我国将首个目标飞行器分，我国将首个目标飞行器“天宫一号天宫一号”发射升空发射升空2011年年11月月3日凌晨日凌晨“神八神八”“天宫天宫”对接成功，完美完成一次天空之吻若对

10、接对接成功，完美完成一次天空之吻若对接前两者前两者在同一轨道上运动，下列说法正确的是在同一轨道上运动，下列说法正确的是A对接前对接前“天宫一号天宫一号”的运行速率大于的运行速率大于“神舟八号神舟八号”的运行速率的运行速率B对接前对接前“神舟八号神舟八号”的向心加速度小于的向心加速度小于“天宫一号天宫一号”的向心加速度的向心加速度C“神舟八号神舟八号”先加速可实现与先加速可实现与“天宫一号天宫一号”在原轨道上对接在原轨道上对接D“神舟八号神舟八号”先减速后加速可实现与先减速后加速可实现与“天宫一号天宫一号”在原轨道上对接在原轨道上对接4对接对接一号一号八号八号欲欲扬扬先抑先抑关于人造卫星：关于人

11、造卫星：3轨道轨道1发射发射2变轨变轨同步同步4问题：问题：1、会不会出现如图所示的轨道、会不会出现如图所示的轨道卫星？卫星？2、卫星的轨道应有什么共同点、卫星的轨道应有什么共同点？环绕卫星的环绕卫星的轨道圆心都轨道圆心都在地心在地心3关于人造卫星：关于人造卫星：1发射发射5轨道轨道6同步同步2近地卫星近地卫星3变轨变轨4对接对接5轨道轨道定义：从地面上来看，它总是静止在天空中某个位置定义：从地面上来看，它总是静止在天空中某个位置处，故有时又称之为静止卫星。处，故有时又称之为静止卫星。问题问题：1、哪种、哪种轨轨道上的道上的卫卫星可以成星可以成为为同步同步卫卫星？星？。2、同步、同步卫卫星的星

12、的绕绕行方向一定行方向一定吗吗？。3、同步、同步卫卫星的周期一定星的周期一定吗吗？T=。4、同步、同步卫卫星的星的轨轨道半径道半径r一定一定吗吗？。轨轨道高度道高度h一定一定吗吗？是近地是近地卫卫星星吗吗？。5、同步、同步卫卫星的星的线线速度一定速度一定吗吗？。比第一宇宙速度大比第一宇宙速度大or小？小？。6、同步、同步卫卫星的向心加速度一定星的向心加速度一定吗吗？。加速。加速度一定度一定吗吗？。3关于人造卫星：关于人造卫星：1发射发射5轨道轨道6同步同步2近地卫星近地卫星3变轨变轨4对接对接6同步卫星同步卫星关于人造卫星：关于人造卫星：4同步同步1发射发射2变轨变轨3轨道轨道“7个一定个一定

13、”：轨道平面一定轨道平面一定与赤道平面共面与赤道平面共面绕行方向一定绕行方向一定与地球自转方向相同与地球自转方向相同周期一定周期一定24h角速度一定角速度一定与地球自转同与地球自转同轨轨道半径道半径r一定一定（轨轨道高度道高度h一定）一定）r=7R（h=6R）线速度大小一定线速度大小一定向心加速度大小一定向心加速度大小一定3.1km/s“不一定不一定”：大小、形状大小、形状质量质量所受万有引力所受万有引力所需向心力所需向心力非近地非近地卫星卫星0.23m/s24同步同步下列关于地球同步卫星的说法正确的是（）下列关于地球同步卫星的说法正确的是（）A.它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，

14、它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小高度增大，速度减小B.它的周期、高度、速度、向心力都是一定的它的周期、高度、速度、向心力都是一定的C.我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D.我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空 E为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上的轨道上 辩与析：辩与析：同步卫星、近地卫星、赤道上随赤道运动的物体同步卫星、近地卫星、赤道上随赤道运动的物体 三比较三比较如如图所示，所示，a为地球赤道上的随地球匀速地

15、球赤道上的随地球匀速转动的物体，的物体，b为沿地球表面附近做匀速沿地球表面附近做匀速圆周运周运动的人造的人造卫星（近地星（近地卫星），星），c为地球同步地球同步卫星星a a的向心加速度大小等于它所在处的重力加速度大小吗？的向心加速度大小等于它所在处的重力加速度大小吗？bb、c c的向心加速度大小等于它所在轨道处的重力加速度大小吗？的向心加速度大小等于它所在轨道处的重力加速度大小吗？aa、b b、c c三处的重力加速度的大小关系是？三处的重力加速度的大小关系是？aa、b b、c c三物体匀速圆周运动的向心加速度大小关系是？三物体匀速圆周运动的向心加速度大小关系是？aa、b b、c c三物体匀速圆

16、周运动的周期大小关系是？三物体匀速圆周运动的周期大小关系是？aa、b b、c c三物体匀速圆周运动的线速度大小关系是？三物体匀速圆周运动的线速度大小关系是？设设同步同步卫卫星离地心的距离星离地心的距离为为r，运行速率，运行速率为为v1，加速度，加速度为为a1；地球赤道上的物体随地球自；地球赤道上的物体随地球自转转的向心加速度的向心加速度为为a2，第一，第一宇宙速度宇宙速度为为v2，地球的半径，地球的半径为为R，则则下列比下列比值值正确的是正确的是ABCD双星问题的处理。双星问题的处理。m2m1Lr2r1T、相同相同两式求比得：两式求比得：两式求和得：两式求和得：(2012重庆重庆18)冥王星与

17、其附近的另一星体卡戎可视为双冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为星系统，质量比约为7 1，同时绕它们连线上某点，同时绕它们连线上某点O做匀速做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕圆周运动由此可知，冥王星绕O点运动的点运动的A轨道半径约为卡戎的轨道半径约为卡戎的1/7B角速度大小约为卡戎的角速度大小约为卡戎的1/7C线速度大小约为卡戎的线速度大小约为卡戎的7倍倍D向心力大小约为卡戎的向心力大小约为卡戎的7倍倍A甲、乙两恒星相距甲、乙两恒星相距为为L，质质量之比量之比m甲甲：m乙乙=2/3，它，它们们离其他天体离其他天体都很遥都很遥远远，我，我们观们观察到它察到它们图们图距离始距离始终

18、终保持不保持不变变，由此可知（），由此可知（）A.两恒星一定两恒星一定绕绕它它们连线们连线的某一位置做匀速的某一位置做匀速圆圆周运周运动动B.甲、乙两恒星的角速度之比甲、乙两恒星的角速度之比为为2：3C.甲、乙两恒星的甲、乙两恒星的线线速度之比速度之比为为3：2D.甲、乙两恒星的向心加速度之比甲、乙两恒星的向心加速度之比为为3：2如如图图所示，所示，质质量分量分别为别为m和和M的两个星球的两个星球A和和B在引力作用在引力作用下都下都绕绕O点做匀速点做匀速圆圆周运周运动动，星球，星球A和和B两者中心之两者中心之间间的距的距离离为为L.已知已知A、B的中心和的中心和O三点始三点始终终共共线线，A和

19、和B分分别别在在O的两的两侧侧引力常量引力常量为为G.求两星球做求两星球做圆圆周运周运动动的周期的周期；两个星球两个星球组组成双星，它成双星，它们们在相互之在相互之间间的万有引力的万有引力作用下，作用下，绕连线绕连线上某点做周期相同的匀速上某点做周期相同的匀速圆圆周运周运动动现测现测得两星中心距离得两星中心距离为为R，其运，其运动动周期周期为为T，求两星的，求两星的总质总质量量本章知识框架：本章知识框架：一、开普勒行星运动三定律、万有引力定律及相关物理学史。一、开普勒行星运动三定律、万有引力定律及相关物理学史。二、处理天体问题，心中铺好两条路！二、处理天体问题，心中铺好两条路！路上能做很多事！路上能做很多事！三、关于人造卫星：三、关于人造卫星：四、双星问题的处理。四、双星问题的处理。1 1发射发射2 2近地卫星近地卫星5 5轨道轨道6 6同步卫星同步卫星4 4对接对接3 3变轨变轨嫦娥嫦娥2 2号奔月过程号奔月过程图图1图图8结束结束