卫星的发射变轨近地同步卫星课件.ppt

1、卫星的有关问题卫星的有关问题1发射发射2近地卫星近地卫星5轨道轨道6同步卫星同步卫星4对接对接3变轨变轨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

2、g,g,半径半径R R，求其第一宇宙速，求其第一宇宙速度。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，质量质量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为若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地，某行星的质量是地球质量的球质量的6 倍，半径是地球半径的倍，半径是地球半径的1.5 倍，则该行星的第倍，则该行星的第一宇宙速度约为一宇宙速度约为 A16km/s B32km/s C4km/s D2km/s

3、B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

4、的周期T：4、近地卫星的重要价值：、近地卫星的重要价值：某网站报道，某国最近发射了一颗人造地球卫星，其每某网站报道，某国最近发射了一颗人造地球卫星，其每80min绕地球运动一圈，根据你所掌握的知识，去判断绕地球运动一圈，根据你所掌握的知识，去判断一下这则报道是否是假新闻。一下这则报道是否是假新闻。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，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

5、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

6、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发射

7、第八颗北斗导航卫星，如图所示，假若第我国在西昌成功发射第八颗北斗导航卫星，如图所示，假若第八颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道八颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点飞行，后在远地点P处点火加处点火加速，由椭圆轨道速，由椭圆轨道1变成地球同步轨道变成地球同步轨道2，下列说法正确的是，下列说法正确的是A第八颗北斗导航卫星在轨道第八颗北斗导航卫星在轨道1上的上的P点和其在轨道点和其在轨道2上的上的P点的加点的加速度大小相等速度大小相等B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的运行周期大于在椭圆轨道上的运的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期行周期C第八颗北斗导航卫星在轨道第八颗北斗导航卫星

8、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运行时完全失重，不受地球引力作运行时完全失重，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”发射升发射升空空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对接成功，完美完成一次天空之吻若对接前两者吻若对接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

9、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扬欲扬先抑先抑关于人造卫星：关于人造卫星：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、会不会出现如图所示的轨

10、道卫星？道卫星？2、卫星的轨道应有什么共同、卫星的轨道应有什么共同点？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、哪种轨道上的卫星可以成为同步卫星？、哪种轨道上的卫星可以成为同步卫星？。2、同步卫星的绕行方向一定吗？、同步卫星的绕行方向一定吗？。3、同步卫星的周期一定吗？、同步卫星的周期一定吗？T=。4、同步卫星的

11、轨道半径、同步卫星的轨道半径r一定吗？一定吗？。轨道高度轨道高度h一定吗？一定吗？是近地卫星吗？是近地卫星吗？。5、同步卫星的线速度一定吗？、同步卫星的线速度一定吗？。比第一宇宙速度大比第一宇宙速度大or小？小？。6、同步卫星的向心加速度一定吗？、同步卫星的向心加速度一定吗？。加速。加速 度一定吗？度一定吗？。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”：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

12、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道半径轨道半径r一定一定（轨道高度（轨道高度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，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.

13、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 三比较三比较如图所示，如图所示，a为地球赤道上的随地球匀速转动的物体，为地球赤道上的随地球匀速转动的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造

14、卫星（近地卫星），为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（近地卫星），c为地球同步卫星为地球同步卫星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？b b、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？a a、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？a a、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？a a、b b、c c三物体匀速圆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

15、是？a a、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？设同步卫星离地心的距离为设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为，运行速率为v1，加速度为，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第，第一宇宙速度为一宇宙速度为v2，地球的半径为，地球的半径为R，则下列比值正确的是，则下列比值正确的是A B C D 双星问题的处理。双星问题的处理。m2m1Lr2r1T、相同相同21212214TrmLmmG22222214TrmLmmG两式求比得：两式求比得：1221rrmm两式求和得：两式求和得：

16、LTLmmG222214(2012重庆重庆18)冥王星与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做匀做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕速圆周运动由此可知，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、乙两恒星相距为甲、乙两恒星相距为L，质量之比，质量之比m甲甲：m乙乙=2/3，它们离其他天体，它们离其他天体都很遥远

17、，我们观察到它们图距离始终保持不变，由此可知（）都很遥远，我们观察到它们图距离始终保持不变，由此可知（）A.两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动B.甲、乙两恒星的角速度之比为甲、乙两恒星的角速度之比为2：3C.甲、乙两恒星的线速度之比为甲、乙两恒星的线速度之比为3：2D.甲、乙两恒星的向心加速度之比为甲、乙两恒星的向心加速度之比为3：2如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为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绕下都绕O点做匀速圆周运动，星球点做匀速圆周运动，星球A和和B两者中心之间的距两者中心之间的距离为离为L.已知

18、已知A、B的中心和的中心和O三点始终共线，三点始终共线，A和和B分别在分别在O的两侧引力常量为的两侧引力常量为G.求两星球做圆周运动的周期求两星球做圆周运动的周期；)(432mMGLT 两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动现测得两星中心距离为动现测得两星中心距离为R，其运动周期为，其运动周期为T，求两星的总质量，求两星的总质量本章知识框架：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