教案地球同步卫星.ppt

《教案地球同步卫星.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教案地球同步卫星.ppt（31页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、地球同步卫星1.掌握地球同步掌握地球同步卫星的特点及相关知星的特点及相关知识点的分析法点的分析法2.培养学生自学能力，提高学培养学生自学能力，提高学习物理的效率物理的效率本本节课的学的学习目目标3.利用高科技利用高科技卫星知星知识，引，引导学生学生热爱科学，激科学，激发学学习科学知科学知识的的热情，情，为培养高科技人才打基培养高科技人才打基础1、同步同步卫星星的的轨道是道是圆还是是椭圆？2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与地球赤道共面吗？3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样吗？4、各国各国发射的同步射的同步卫星会相撞星会相撞吗？5、同步同步卫星是如何星是如何发射和回收的

2、射和回收的？6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、三三颗同步同步卫星星对称分布在同一称分布在同一轨道道上上实现全球全球通信通信，有根据，有根据吗？学习要点地球同步卫星：绕地球转动的周期与地球自转周期相同。转动方向与地球自转方向相同。相对于地球静止不动。这样的卫星称为地球同步卫星。同步卫星的周期T=?=?24h 是定值7.2710-5rad/s 也是定值 同步卫星又叫静止轨道卫星，通常用作通讯。同步卫星又叫静止轨道卫星，通常用作通讯。每每颗卫星都在星都在“世界通信世界通信卫星星组织”规定的定的轨道上道上1、地球地球同步同步卫星星轨道是道是圆还是是椭圆？

3、联系系卫星的三星的三类轨道：道：赤道赤道轨道、极地道、极地轨道、一般道、一般轨道道地地轴地地轴地地轴地地轴思考：思考：1、地心位置与、地心位置与卫星星轨道的关系道的关系2、极地、极地轨道平面与道平面与经线平面的关系平面的关系3、哪种、哪种卫星与地球星与地球间有相有相对运运动？同步同步卫星星相相对于地球于地球静止静止不不动，这就就决定了决定了它的它的轨道只能是道只能是圆轨道。道。同步同步卫星星轨道的形状：道的形状：因沿因沿椭圆轨道离地球道离地球时远时近，有相近，有相对运运动。1、同步同步卫星星的的轨道是道是圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道道与地球赤道必必须共面共面吗？3、所有同步所有同步卫

4、星的高度都是一星的高度都是一样吗？4、各国各国发射的同步射的同步卫星会相撞星会相撞吗？5、同步同步卫星是如何星是如何发射和回收的射和回收的？6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、至少、至少发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同一称分布在同一轨道道上上，才能才能实现全球通信全球通信，有根据，有根据吗？如果将如果将卫星星发射射到北到北纬某地上某地上方方的的B点点卫星星绕地地轴做做圆周运周运动的向心力的向心力，由万有引力的由万有引力的分力分力F1提供提供。FF1F2B受力情况受力情况如如图所示所示分力分力F2使使卫星离开星离开B点向赤道运点向赤道运动（

5、漂移）。（漂移）。该运运动使使卫星不能与地球同步星不能与地球同步。故不可能是同步。故不可能是同步卫星。星。地地轴若若F=F向向，卫星做什么运星做什么运动？若若转动方向也相同，方向也相同，则卫星相星相对地球地球静止静止，为同步同步卫星。星。若若T卫=T地地，则卫星与地球星与地球以以相同角速度相同角速度绕地地轴旋旋转。地地轴轴地心地心oF如果如果将将卫星星发射到赤道上射到赤道上方方的的A点点A规律：律：同步同步卫星星轨道平面道平面应位于赤道平面内。位于赤道平面内。沿其它沿其它轨道运道运动都与地球不同步。都与地球不同步。观察三种察三种转动，判断哪个是同步，判断哪个是同步卫星？星？1、同步同步卫星星的

6、的轨道是道是圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与地球赤道共面3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样的的吗？4、各国各国发射的同步射的同步卫星会相撞星会相撞吗？5、同步同步卫星是如何星是如何发射和回收的射和回收的？6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、至少、至少发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同一称分布在同一轨道道上上，才能才能实现全球通信全球通信，有根据，有根据吗？所有同步所有同步卫星星轨道半径道半径为r=4.24104.24104 4 km km卫星高度星高度为h=r-R=3.6104km其中GM=R2g对于地球同步

7、于地球同步卫星星m，已知地球半径，已知地球半径R、自、自转周期周期T、地表的重力加速度地表的重力加速度g，求，求卫星高度星高度h=？拓展：向心加速度大小为a a1 1=2 2r=(7.2710r=(7.2710-5-5)2 24.24104.24107 7=0.24ms=0.24ms2 2地表赤道上各点的向心加速度地表赤道上各点的向心加速度为a2=0.0338msms2 21、同步同步卫星星的的轨道是道是圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与地球赤道共面3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样4、各国各国发射的同步射的同步卫星会相撞星会相撞吗？5、同步同步卫星是如何星是如何

8、发射和回收的射和回收的？6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同一称分布在同一轨道上道上，才能才能实现全球通信全球通信，有根据，有根据吗？由由同步同步卫星星轨道半径道半径r=4.24104.24104 4 km km同步同步卫星就如同在同一跑道上以相同速星就如同在同一跑道上以相同速度跑步的运度跑步的运动员一一样，它它们之之间处于相于相对静静止止，不会出不会出现后者追上前者的后者追上前者的现象象，因此因此，只要只要发射射时未撞上未撞上，以后以后正常工作正常工作就不可能就不可能相撞相撞。求出它的求出它的线速度速度v

9、=2r/T=3.1km/s可可见，它它们的的线速度速度大小大小都相同都相同。1、同步同步卫星星的的轨道是道是圆还是是椭圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与地球赤道共面3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样4、各国各国发射的同步射的同步卫星星不不会相撞会相撞5、同步同步卫星是如何星是如何发射和回收的射和回收的？6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同一称分布在同一轨道上道上，才能才能实现全球通信全球通信，有根据，有根据吗？（1）先是用运先是用运载火箭把火箭把卫星送入近地星送入近地圆轨道道l

10、。（2）待待卫星运行状星运行状态稳定定后后，星星载火箭开始点火火箭开始点火加速加速（离心）（离心），卫星送入星送入椭圆轨道道ll(称称为转移移轨道道)。提示：提示：椭圆轨道的道的远地点地点B，距地距地心距离心距离,等于同步等于同步轨道半径道半径。（3）以后在地面以后在地面测控站的控制下控站的控制下，选择在在远地点地点B启启动星星载发动机点火机点火加速加速，使使卫星星调整整到到同步同步圆轨道道lll。同同步步卫星星的的发射射要点：在近地点和要点：在近地点和远地点两次加速地点两次加速（1）先是用运先是用运载火箭把火箭把卫星送入近地星送入近地圆轨道道。（2）待待卫星运行状星运行状态稳定定后后，星星载

11、火箭开始点火火箭开始点火加速加速（离心）（离心），卫星星进入入椭圆轨道道(称称为转移移轨道道)。提示：提示：椭圆轨道的道的远地点地点B，距地距地心距离等于同步心距离等于同步轨道半径道半径。（3）以后在地面以后在地面测控站的控制下控站的控制下，选择在在远地点地点B启启动星星载发动机点火机点火加速加速，使使卫星星调整整到到同步同步圆轨道道。同同步步卫星星的的发射射要点：在近地点和要点：在近地点和远地点两次加速地点两次加速（1）先）先在在远地点地点B使使卫星星减速减速，做，做近心近心运运动返回返回椭圆轨道道。要点：返回要点：返回时在在远地点和近地点两次减速。地点和近地点两次减速。（2）再再在在近地点

12、近地点A减速，减速，回到近地回到近地圆周周轨道道。（3）最后最后进入大气入大气层，开，开动减速减速发动机，机，实现软着着陆，返，返回地面回地面。同同步步卫星星的的回回收收1、同步同步卫星星的的轨道是道是圆还是是椭圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与地球赤道共面3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样4、各国各国发射的同步射的同步卫星星不不会相撞会相撞5、同步同步卫星是星是发射和回收的射和回收的道理道理6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同一称分布在同一轨道上道上，才能才能实现全球通信全球

13、通信，有根据，有根据吗？如如图，设卫星在近地星在近地圆轨道道上的速率上的速率为v1在在椭圆轨道道上上经过A、B点的速率点的速率分分别为v2和和v3在在同步同步轨道道上上的速率的速率为v4请比比较这四个速率的大小关系四个速率的大小关系v2 v1 v4 v3注意：两注意：两圆、两切点分、两切点分别比比较，再，再综合考合考虑1、同步同步卫星星的的轨道是道是圆还是是椭圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与地球赤道共面3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样4、各国各国发射的同步射的同步卫星星不不会相撞会相撞吗5、同步同步卫星是星是发射和回收的射和回收的道理道理6、同步同步卫星星发射

14、射过程中的程中的“四四个速率个速率”的大小关系的大小关系7、至少、至少发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同称分布在同步步轨道道上上，才能才能实现全球通信全球通信，有根据，有根据吗？离地高度离地高度h=3.6104km地球半径地球半径R=6400km地球同步地球同步卫星星发射的射的电磁波沿直磁波沿直线传播播，所以所以，一一颗地球同步地球同步卫星所星所发出的出的电磁波能覆磁波能覆盖赤道的范盖赤道的范围是是DE弧弧区区。由由图可知可知：cos=OE/OC=R/R+h=0.15则=81.30从两极从两极上方俯上方俯视地球地球M2=281.30=162.60n=3600/2=3600/162.60

15、=2.21覆盖整个赤道至少需要的覆盖整个赤道至少需要的卫星个数星个数n为：联系系实际，最少需要三，最少需要三颗同步同步卫星星从两极从两极上方俯上方俯视地球地球至少三至少三颗同步同步卫星星实现全球通信全球通信h=3.6107mr=4.24107mv=3.1km/sT=24h h=3.8108mr3.8108mv=1km/sT=27天天同同步步卫星星近近地地卫星星月球月球近地近地卫星星同步同步卫星星月球月球对比比h0r=6.4106mv=7.9km/sT=84.5分分钟坐地日行八万里坐地日行八万里465.0m/s地球地球1、同步同步卫星星的的轨道是道是圆2、同步同步卫星的星的轨道与地球赤道共面道与

16、地球赤道共面3、所有同步所有同步卫星的高度都是一星的高度都是一样4、各国各国发射的同步射的同步卫星星不不会相撞会相撞5、同步同步卫星星发射和回收的射和回收的道理（两次加速减速）道理（两次加速减速）6、同步同步卫星星发射射过程中的程中的“四四个速率个速率”的的大小关系大小关系7、至少、至少发射三射三颗同步同步卫星且星且对称分布在同称分布在同步步轨道上道上，才能才能实现全球通信全球通信。本节课你学会了什么巩固与练习巩固与练习 1.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的：射了地球同步卫星，这些卫星的：A.质量可以不同质量可以不同 B.

17、轨道半径可以不同轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同轨道平面可以不同 D.速率可以不同速率可以不同答案：A2.关于同步卫星的下列说法正确的是：关于同步卫星的下列说法正确的是：A.运行速度大于运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定，相对地面静止离地面高度一定，相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小 相等相等答案：BC3.地球同步卫星到地心的距离地球同步卫星到地心的距离r可由可由 求出，求出，式中式中a的单位是的单位是m，b的单位是

18、的单位是s，c的单位是的单位是m/s2 则则（）Aa是地球半径，是地球半径，b是地球自转的周期，是地球自转的周期，c是地是地 球表球表面处的重力加速度面处的重力加速度 Ba是地球半径，是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度是同步卫星的加速度 Ca是赤道周长，是赤道周长，b是地球自转的周期，是地球自转的周期，c是同步卫是同步卫星的加速度星的加速度 Da是地球半径，是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度是地球表面处的重力加速度 AD作作业1、完成自己、完成自己买的物理的物理资料料2、自学双星及多星、自学双星及多星问题欢迎指导