第4节_人造卫星_宇宙速度.ppt

卫星--绕行星运动的物体 1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空 * * 第4节 人造卫星 宇宙速度 模拟：在地球附近、水平发射飞行器 16.7km/s ≦v 11.2km/s≦v ﹤16.7km/s 7.9km/s ﹤ v ﹤11.2km/s v=7.9km/s v﹤7.9km/s 运动情况 发射速度v 物体落回地面 物体在地面附近绕地 球做匀速圆周运动 物体绕地球运转，运 动轨迹是椭圆。 物体绕太阳运动 物体飞出太阳系 一、宇宙速度 第一宇宙速度(环绕速度) 第二宇宙速度(脱离速度） 第三宇宙速度（逃逸速度） 1、第一宇宙速度v1=7.9Km/s（环绕速度） 2、第二宇宙速度v2=11.2Km/s（脱离速度） 3、第三宇宙速度v3=16.7Km/s（逃逸速度） 4、求第一宇宙速度的思路 例:地球半径为R，质量为M，地面附近的重力加速度为g，万有引力常量为G，则靠近地面运转的人造地球卫星环绕速度? 建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动 基本思路1:万有引力提供向心力 近地卫星在100-200km的高度飞行，与地球半径6400km相比完全可以说是在地面附近飞行 基本思路2：重力提供向心力 讨论:不同天体的第一宇宙速度相同吗？ 是由中心天体的质量M、半径R决定。 例、已知地球是月球质量的81倍，地球半径为月球半径的3.8倍，在地球表面上发射卫星，至少需要7.9km/s的速度，求在月球上发射一颗环绕月球表面运行的飞行物至少需要多大的速度？ =1.74km/s 问题1：卫星的轨道圆心在哪儿？ 二、人造地球卫星 1、所有卫星的轨道圆心都在地心上 按轨道分类:极地卫星;赤道卫星;其他卫星 地球 问题2： 两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径不同,比较它们的向心加速度an、线速度v、角速度ω 、周期T。 建立模型 设地球质量为M， 地球半径为R， 卫星距地面高为h， 卫星质量为m， 2、人造地球卫星的向心加速度an 、线速度v、角速度ω 、周期T h R v m h R Mm G ＋ ＝ ＋ 2 2 ) ( ) ( ) ( 2 2 h R m h R Mm G ＋ ＝ ＋ w ma h R Mm G ＝ ＋ 2 ) ( a h R M G ＝ ＋ 2 ) ( an减小 ω减小 T增大 v减小 结论:随h增大 若卫星在近地轨道上运行，则有h=0（r≈R）， =7.9km/s 运行速度最大 周期最小 问题3：若有一颗卫星相对地球静止，你能否形象的描述它的轨道？ 卫星位于赤道的正上方 的某一高度 轨道与赤道重合？ 资料1 比较赤道上的某一点、近地卫星、同步卫星的T、ω、v、a向 用学过的知识解释上述结果。 所有同步卫星都具有如下特点： （1）只能分布在一个确定的赤道轨道上。 （2）周期与地球自转的周期相同:T＝24h。 （3）角速度ω与地球的自转角速度相同。 （4）离地面高度:h=36000km。 （5）线速度: v =3.1km/s。 3、同步卫星 资料3 3颗同步卫星可实现全球覆盖 1.同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。 2.为了同步卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。 问题4：如何发射同步卫星？（课本P54） 1、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星。 2、1961年4月12日苏联空军少校加加林乘坐东方一号载人飞 船进入太空，实现了人类进入太空的梦想。 3、1969年7月20日，阿波罗11号将人类送上了月球。 三、梦想成真 6、美国“凤凰”号火星探测器2007年8月4日发射，2008年5月25日在火星着陆。 5、“卡西尼”号土星探测器1997年10月15日发射升空，2004年1日飞抵土星。 4、 “先驱者”10号太空探测器 1972年3月2日发射升空，1986年6月飞出太阳系 中国的航天成就 2007年10月24日嫦娥一号“月球探测卫星”于月在西昌卫星发射中心 由“长征三号甲”运载火箭发射升空.卫星发射后. 用8天至9天时间完成调相轨道段.地月转移轨道段和环月轨道段飞行.执行科学探测任务. 完成科学任务：为月球“画像”、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点、探测月壤厚度及地月空间环境. “嫦娥二号”预计2010年年底发射升空。 嫦娥二号”卫星的主要任务是为“嫦娥三号”实现月球软着陆进行部分关键技术试验，并对“嫦娥三号”着陆区进行高精度成像。目前，“嫦娥二号”卫星突破了地月转移轨道发射、X频段测控、近月捕获、环月飞行轨道控制、深空测控通信及高分辨率立体相机研制六项关键技术。“ 1984年4月8日我国第一颗同步卫星升空 * *