宇宙航行 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

宇宙航行第七章2024.3.2

什么是人造衛(wèi)星

衛(wèi)星是指在圍繞一顆行星軌道并按閉合軌道做周期性運行的天然天體，人造衛(wèi)星一般亦可稱為衛(wèi)星。人造衛(wèi)星是由人類建造，以太空飛行載具如火箭、航天飛機等發(fā)射到太空中，像天然衛(wèi)星一樣環(huán)繞地球或其它行星的裝置。01.

人造衛(wèi)星的軌道

人造衛(wèi)星的軌道赤道衛(wèi)星極地衛(wèi)星近地衛(wèi)星一般軌道分類按用途分類:通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星等

人造衛(wèi)星的軌道已知中心天體的質(zhì)量M和衛(wèi)星運動的軌道半徑r（衛(wèi)星做勻速圓周運動）加速度線速度角速度周期

近地衛(wèi)星指衛(wèi)星軌道半徑貼近地表的衛(wèi)星。近地衛(wèi)星的離地高度和環(huán)繞半徑？近地衛(wèi)星的周期？01.02.近地衛(wèi)星的線速度？03.能發(fā)射一顆周期為80min的衛(wèi)星嗎？

近地衛(wèi)星指衛(wèi)星軌道半徑貼近地表的衛(wèi)星。比較近地衛(wèi)星和地球上物體的線速度？04.現(xiàn)赤道上有人發(fā)現(xiàn)頭正上方有一近地衛(wèi)星，請問下一次再看到該近地衛(wèi)星大概是什么時候？

衛(wèi)星的發(fā)射發(fā)射地點01.酒泉西昌文昌太原

衛(wèi)星的發(fā)射發(fā)射地點01.安全是航天發(fā)射的首要條件，理想的發(fā)射場選址應(yīng)在地廣人稀的地方。火箭發(fā)射過程中掉落的殘骸可能危及周圍居民安全，從發(fā)射臺開始沿著發(fā)射方向周圍應(yīng)無建筑及人員。在發(fā)射載人飛船時，還需要考慮飛船逃逸的著落場，我國的酒泉發(fā)射場身處人煙稀少的戈壁灘，就極大的提高了載人發(fā)射任務(wù)的安全性。航天器在發(fā)射過程中需消耗大量燃料來達到一定速度離開地球表面，利用地球本身自轉(zhuǎn)帶來的速度，可大大降低對燃料的需求。地球低緯度速度較高，高緯度速度則較低。發(fā)射自西向東的衛(wèi)星和地球靜止衛(wèi)星，最好更多借用地球自轉(zhuǎn)，從緯度低的地方發(fā)射；發(fā)射自東向西的衛(wèi)星，從高緯度出發(fā)則更容易克服地球自轉(zhuǎn)。有利的天氣條件對航天發(fā)射也十分重要。溫差變化小、氣候穩(wěn)定的環(huán)境，可以增加航天器的年試驗周期和允許發(fā)射的時間，同時也有利于航天器的發(fā)射和跟蹤。航天發(fā)射場對運輸條件有很大依賴。可選在靠近鐵路或機場等交通便利的地區(qū)，方便運輸。我國的文昌發(fā)射場就建在了離海岸港口較近的文昌市。

衛(wèi)星的發(fā)射在地面附近如何發(fā)射飛行器？02.

發(fā)射人造地球衛(wèi)星的運載火箭一般為三級，其發(fā)射后的飛行過程大致包括垂直起飛、轉(zhuǎn)彎飛行和進入軌道這樣三個階段。

由于在地球表面附近大氣稠密，對火箭的阻力很大，為了盡快離開大氣層，通常采用垂直向上發(fā)射（垂直發(fā)射的另一個優(yōu)點是容易保持飛行的穩(wěn)定性）。到第一級火箭脫離時，火箭已穿出稠密的大氣層。此后第二級火箭點火繼續(xù)加速。當?shù)诙壔鸺撾x后，火箭已具有足夠大的速度，這時第三級火箭并不立即點火，而是靠已獲得的巨大速度繼續(xù)升高，并在地面控制站的操縱下，使火箭逐漸轉(zhuǎn)彎而偏離原來的豎直方向，直至變?yōu)榕c地面平行的水平方向。當火箭到達與預(yù)定軌道相切的位置時，第三級火箭點火，火箭繼續(xù)加速達到衛(wèi)星在其軌道上運行所需的速度而進入軌道。至此，火箭已完成了其運載任務(wù)，隨即與衛(wèi)星脫離。剛脫離時，衛(wèi)星與第三級火箭具有相同的速度并沿同一軌道運動。由于在衛(wèi)星軌道處仍有稀薄氣體存在，而衛(wèi)星與火箭的外形不同，致使兩者所受阻力不同，因而兩者的距離逐漸拉開。此后，一般衛(wèi)星將按預(yù)定計劃沿橢圓軌道運行，火箭則在落回地球時與稠密的大氣層摩擦而燒毀。

衛(wèi)星的發(fā)射至少以多少速度發(fā)射？03.第一宇宙速度是最

的環(huán)繞速度第一宇宙速度是最

的發(fā)射速度

衛(wèi)星的發(fā)射在地面附近發(fā)射速度和軌跡的關(guān)系03.①若7.9km/s<V發(fā)<11.2km/s,衛(wèi)星仍繞地球運行，但徑跡是橢圓，地球處在橢圓的一個焦點上。②若11.2km/s≤V發(fā)<16.7km/s衛(wèi)星脫離地球的束縛而圍繞太陽運行，成為太陽系的一顆“小行星”。③若V發(fā)>16.7km/s，衛(wèi)星脫離太陽的吸引，而成為自由天體。

衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)值意義第一宇宙速度7.9km/s(1)衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的速度(2)人造衛(wèi)星的最小地面發(fā)射速度第二宇宙速度11.2km/s使衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度第三宇宙速度16.7km/s使衛(wèi)星掙脫太陽引力束縛的最小地面發(fā)射速度其他星球的第一宇宙速度？

同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星的環(huán)繞周期？如果要與地球保持相對靜止，同步衛(wèi)星的運行軌道方向？01.02.同步衛(wèi)星的環(huán)繞半徑和線速度大?。?3.

同步衛(wèi)星1是地球赤道上的某個物體、2是某個赤道平面內(nèi)運行的衛(wèi)星、3是運行在赤道平面內(nèi)的同步衛(wèi)星，比較它們的線速度、周期、向心加速度04.123N

同步衛(wèi)星赤道平面內(nèi)有一顆同步衛(wèi)星，要想使同步衛(wèi)星信號能夠覆蓋完整個赤道，至少需要多少顆同步衛(wèi)星？05.R6.6Rθ【參考答案：B】

同步衛(wèi)星

利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊。目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（

）

A.1h

B.4h

C.8h

D.16h【參考答案：D】

同步衛(wèi)星

同步衛(wèi)星如何發(fā)射一顆同步衛(wèi)星？06.

衛(wèi)星的變軌比較四個位置的速度、加速度、三個軌道的周期？07.1234

衛(wèi)星的變軌比較三個位置的速度和加速度？07.234【參考答案：BC】

衛(wèi)星的變軌【參考答案：B】

衛(wèi)星的變軌2023年1月14日，“嫦娥五號”從地球發(fā)射飛向月球的軌道變化的示意圖如圖所示，“嫦娥五號”發(fā)射后先在軌道I上運行，當回到近地點A（A點到地心的距離可以認為等于地球的半徑）時使其加速進入軌道II，再次回到近地點A時，第二次加速進入軌道III，B點為軌道III的遠地點，關(guān)于"嫦娥五號"的發(fā)射和變軌過程，下列說法正確的是（）A．“嫦娥五號”在軌道I上經(jīng)過