高中物理衛(wèi)星變軌問題[共25頁]

1、2、衛(wèi)星“變軌” 問題,1、衛(wèi)星“比較”問題,專題萬有引力定律的應用,計算中心天體的質(zhì)量M、密度,（當衛(wèi)星在天體表面上飛行？）,（1）某星體m圍繞中心天體M做圓周運動的周期為T，圓周運動的軌道半徑為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,物體將會怎樣?,1、牛頓的設想,英國科學家牛頓(1643-1727),在1687年出版的自然哲學的數(shù)學原理中，牛頓設想拋出速度足夠大時，物體就不會落回地面。

2、,二、自主合作 探究規(guī)律,一、牛頓的設想,1、牛頓對人造衛(wèi)星原理的描繪,方法一：衛(wèi)星做圓周運動，由萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得,思考：這個“足夠大的速度”應該有多大呢？,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，衛(wèi)星做圓周運動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“足夠大的速度”應該有多大呢？,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動的最小發(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,當物體的速度等于或大16.7km/s時，物體可以掙脫太陽引力的束縛，飛到太

3、陽系以外的宇宙空間。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,當物體的速度等于或大于11.2km/s時，它就會克服地球的引力，永遠離開地球。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)射動畫演示,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,對于其他的星球以上三個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)星運行時每圈都經(jīng)過南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實現(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動的衛(wèi)星，其運行的軌道半徑可近似認為等于地球的半徑，其運行線速度約為7.9 km/s. (3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的球心,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:極地衛(wèi)星;赤道衛(wèi)星;其他衛(wèi)星,v2v1,v4v3,v1v4,結(jié)果：v2v1v4v3,v2v3,點火加速：,在橢圓軌道上運行:,第一次變軌：,第二次變軌：,點火加速：,在圓軌道上穩(wěn)定運行：,2航天器變軌問題