高中物理衛(wèi)星變軌問(wèn)題[共25頁(yè)]

1、2、衛(wèi)星“變軌” 問(wèn)題,1、衛(wèi)星“比較”問(wèn)題,專(zhuān)題萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,計(jì)算中心天體的質(zhì)量M、密度,（當(dāng)衛(wèi)星在天體表面上飛行？）,（1）某星體m圍繞中心天體M做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r,（3）中心天體密度,地球,兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運(yùn)行，它們的質(zhì)量相等，軌道半徑不同,比較它們的向心加速度an、線(xiàn)速度v、角速度 、周期T。,2衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律,一、創(chuàng)境激情 初步感知,若拋出物體的水平初速度足夠大,物體將會(huì)怎樣?,1、牛頓的設(shè)想,英國(guó)科學(xué)家牛頓(1643-1727),在1687年出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中，牛頓設(shè)想拋出速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面。

2、,二、自主合作 探究規(guī)律,一、牛頓的設(shè)想,1、牛頓對(duì)人造衛(wèi)星原理的描繪,方法一：衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得,思考：這個(gè)“足夠大的速度”應(yīng)該有多大呢？,二、自主合作 探究規(guī)律,方法二：由于衛(wèi)星在地球附近環(huán)繞時(shí)，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力可看作由重力提供，根據(jù)牛頓第二定律得,思考：這個(gè)“足夠大的速度”應(yīng)該有多大呢？,二、自主合作 探究規(guī)律,第5節(jié) 宇 宙 航 行,1、第一宇宙速度,一、宇宙速度,物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度（最大環(huán)繞速度），叫做第一宇宙速度。,環(huán)繞速度,脫離速度,當(dāng)物體的速度等于或大16.7km/s時(shí)，物體可以?huà)昝撎?yáng)引力的束縛，飛到太

3、陽(yáng)系以外的宇宙空間。我們把16.7km/s叫做第三宇宙速度。,逃逸速度,2、第二宇宙速度,當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球。我們把11.2km/s叫做第二宇宙速度。,3、第三宇宙速度,第5節(jié) 宇 宙 航 行,V=7.9km/s,11.2km/sV7.9km/s,人造衛(wèi)星發(fā)射動(dòng)畫(huà)演示,3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v =16.7千米/秒 （衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)束縛的最小發(fā)射速度）,1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v =7.9千米/秒 （地球衛(wèi)星最大的繞行速度，地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度）,2、第二宇宙速度（脫離速度）：v =11.2千米/秒 （衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小

4、行星的最小發(fā)射速度）,或,小結(jié),第5節(jié) 宇 宙 航 行,對(duì)于其他的星球以上三個(gè)宇宙速度是否變化呢？,變化，不同星球的宇宙速度一般是不一樣的,例如：地球的第一宇宙速度是7.9km/s 金星的第一宇宙速度是7.3km/s,第5節(jié) 宇 宙 航 行,極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星 (1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過(guò)南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋 (2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球的半徑，其運(yùn)行線(xiàn)速度約為7.9 km/s. (3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過(guò)地球的球心,人造地球衛(wèi)星,所有衛(wèi)星的軌道圓心都在地心上,按軌道分類(lèi):極地衛(wèi)星;赤道衛(wèi)星;其他衛(wèi)星,v2v1,v4v3,v1v4,結(jié)果：v2v1v4v3,v2v3,點(diǎn)火加速：,在橢圓軌道上運(yùn)行:,第一次變軌：,第二次變軌：,點(diǎn)火加速：,在圓軌道上穩(wěn)定運(yùn)行：,2航天器變軌問(wèn)題