衛(wèi)星變軌問(wèn)題精華PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 衛(wèi)星變軌問(wèn)題精華衛(wèi)星變軌問(wèn)題精華 第1頁(yè)/共26頁(yè) 第2頁(yè)/共26頁(yè) 地球地球 兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運(yùn)行，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，軌道半徑不同它們的質(zhì)量相等，軌道半徑不同,比較它們的向比較它們的向 心加速度心加速度an、線速度、線速度 、角速度、角速度 、周期、周期T。 第3頁(yè)/共26頁(yè) 計(jì)算中心天體的質(zhì)量計(jì)算中心天體的質(zhì)量M M、密度、密度 （當(dāng)衛(wèi)星在天體表（當(dāng)衛(wèi)星在天體表 面上飛行？）面上飛行？） 2 32 4 GT r M 32 3 3 RGT r V M （1）某星體m圍繞中心天體M 做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，圓周 運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r

2、（3）中心 天體密度 2 Mm mgG R G gR M 2 （2）已知中 心天體的半 徑R和表面g RG g V M 4 3 第4頁(yè)/共26頁(yè) 第5頁(yè)/共26頁(yè) 人造地球衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星 所有衛(wèi)星的軌道圓心都在地心所有衛(wèi)星的軌道圓心都在地心 上上 按軌道分類按軌道分類: :極地衛(wèi)星極地衛(wèi)星; ;赤道衛(wèi)星赤道衛(wèi)星; ;其他衛(wèi)星其他衛(wèi)星 第6頁(yè)/共26頁(yè) 第7頁(yè)/共26頁(yè) 第8頁(yè)/共26頁(yè) 第9頁(yè)/共26頁(yè) 衛(wèi)星變軌問(wèn)題衛(wèi)星變軌問(wèn)題 第10頁(yè)/共26頁(yè) 衛(wèi)星變軌問(wèn)題衛(wèi)星變軌問(wèn)題 第11頁(yè)/共26頁(yè) 第12頁(yè)/共26頁(yè) V F引 r v mF 2 向 2 r Mm GF 引 向引 FF F引 引

3、F向 向 F引 引 F向 向 衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理 M m A點(diǎn)速度點(diǎn)速度內(nèi)小外大內(nèi)小外大（在（在A點(diǎn)看軌跡）點(diǎn)看軌跡） 在在A點(diǎn)萬(wàn)有引力、加速度點(diǎn)萬(wàn)有引力、加速度相同相同 A 第13頁(yè)/共26頁(yè) 思考：思考：人造衛(wèi)星在人造衛(wèi)星在低軌道上運(yùn)行低軌道上運(yùn)行，要想讓其在，要想讓其在 高軌道上運(yùn)行高軌道上運(yùn)行，應(yīng)采取什么措施？，應(yīng)采取什么措施？ 在在低軌道上加速低軌道上加速，使其沿，使其沿橢橢 圓軌道圓軌道運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌運(yùn)行，當(dāng)行至橢圓軌 道的道的遠(yuǎn)點(diǎn)遠(yuǎn)點(diǎn)處時(shí)再次處時(shí)再次加速加速，即，即 可使其沿可使其沿高軌道運(yùn)行高軌道運(yùn)行。 衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理 1 1、衛(wèi)星在二軌道相切點(diǎn)、衛(wèi)星在二軌

4、道相切點(diǎn) 萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力相同相同，加速度，加速度相同相同 速度速度內(nèi)小外大內(nèi)小外大（切點(diǎn)看軌跡（切點(diǎn)看軌跡 ） 2 2、衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行、衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行 近地點(diǎn)近地點(diǎn)-速度速度大大，加速度，加速度大大 遠(yuǎn)地點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn)-速度速度小小，加速度，加速度小小 第14頁(yè)/共26頁(yè) 2 2 1 r Mm G r mv 1 2 2 2 2 2, v r Mm G r mv 使使衛(wèi)星加速到 R 衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行速度衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行速度V1 V2 900 減小減小 衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理 第15頁(yè)/共26頁(yè) 2 2 3 r Mm G r mv 橢圓 衛(wèi)星變軌原理衛(wèi)星變軌原理 第16頁(yè)/共26頁(yè) 2 2

5、4 4 v r Mm G r mv ，使使衛(wèi)星加速到 第17頁(yè)/共26頁(yè) 第18頁(yè)/共26頁(yè) 第19頁(yè)/共26頁(yè) 以發(fā)射同步衛(wèi)星為例，先進(jìn)入 一個(gè)近地的圓軌道，然后在v2點(diǎn) 火加速，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道 （該橢圓軌道的近地點(diǎn)在近地圓 軌道上，遠(yuǎn)地點(diǎn)在同步軌道上） ，到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)再次自動(dòng)點(diǎn)火加 速，進(jìn)入同步軌道。 v1 v2 v3 v 4 v2v1v4v3v1v4v2v1v4v 3 第20頁(yè)/共26頁(yè) v1 v2 v3 v 4 v2v1 v4v3 v1v4 結(jié)果結(jié)果：v2v1v4v3 v2v3 點(diǎn)火加速點(diǎn)火加速 ： 在橢圓軌在橢圓軌 道上運(yùn)行道上運(yùn)行: 第一次變軌：第一次變軌： 第二次變軌第二次變軌 ： 點(diǎn)火加速點(diǎn)火加速 ： 在圓軌道上在圓軌道上 穩(wěn)定運(yùn)行：穩(wěn)定運(yùn)行： 第21頁(yè)/共26頁(yè) 第22頁(yè)/共26頁(yè) “嫦娥奔月嫦娥奔月” 圖圖 第23頁(yè)/共26頁(yè) 思考：思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同 一軌道上，再通過(guò)加速去追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)一軌道上，再通過(guò)加速去追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì) 接呢？接呢？ 不行，因?yàn)轱w船加