《宇宙航行》及同步卫星课件

知识回顾两条基本思路1、万有引力等于重力2、万有引力提供向心力中国人的飞天梦外国人的“飞天”梦一、宇宙速度平抛运动演示让物体做平抛运动初速度逐渐增大问题情境思考讨论一:地面上的物体，怎样才能成为人造卫星呢？通过观看动画回答下列问题：1、平抛物体水平初速度逐渐增大，物体的落地点怎样变化？2、若抛出物体的水平初速度足够大,物体将会怎样?试大胆猜想。

越来越远物体不再落回地面思考？它将绕地球运动成为地球的一颗卫星一.宇宙速度牛顿的猜想牛顿的手稿想一想:物体初速度达到多大时就可以成为一颗人造卫星呢?方法一：由于卫星在地球表面附近环绕，卫星做圆周运动的向心力可看作由重力提供。问题一：设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，他到地心的距离为地球半径R。求飞行速度v。（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）方法二：万有引力提供物体作圆周运动的向心力1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．它是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．说明：（１）如果卫星的速度小于第一宇宙速度，卫星将落到地面而不能绕地球运转；

（２）等于这个速度，卫星刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动；讨论：在地面附近发射飞行器时如果发射速度大于7.9Km/S，或者更大时会对飞行器的运行轨道有何影响？如果速度继续增加，达到或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球，成为绕太阳运动的一颗人造行星。如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，卫星将沿椭圆轨道绕地球运行，地心就成为椭圆轨道的一个焦点。

第二宇宙速度:物体克服地球引力,永远脱离地球的速度.

第三宇宙速度:物体挣脱太阳引力,飞出太阳系的速度.（逃逸速度）11.2km/s>V>7.9km/sV=16.7km/sV=11.2km/sV=7.9km/s绕地球运动的轨迹就不再是圆，而是椭圆，发射速度越大，椭圆轨道越“扁”。

第一宇宙速度:物体在地表附近绕地球做匀速圆周运动的速度.（不同天体有各自的第一宇宙速度。如果卫星的发射速度小于第一宇宙速度，卫星将落回地面。）

阅读教材并回答：三种宇宙速度（发射速度）二、人造地球卫星运动规律探究二：将各种卫星绕地球运动都近似看成匀速圆周运动，你能推出卫星环绕速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系吗？1234r越大（高），v越小r越大，越小r越大，T越大r越大，an越小思考：第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度还是最小速度？r最小，是最大环绕速度。

向高轨道发射卫星时,需要的初速度大，因为卫星离开地面向上运动速度会减小,所以发射的轨道越高发射时的初速度就越大思考讨论三:将卫星送入低轨道和高轨道所需的速度哪一个更大？哪一个更容易？为什么？注意：宇宙速度均指发射速度，卫星的环绕速度一定小于发射速度。思考：第一宇宙速度是发射卫星的最大速度还是最小速度？r最小，是最小发射速度。归纳：第一宇宙速度是最小发射速度，也是最大环绕速度。如图所示，A、B、C、D四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条？ABCD思考：人造地球卫星的运行轨道

人造地球卫星答案：D轨道中心地心________提供向心力万有引力所有卫星都在以地心为圆心的圆或椭圆轨道上三类人造地球卫星轨道：①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。人造地球卫星的运行轨道

地球同步卫星

问题：你能否形象的描述它的轨道？轨道与赤道重合卫星位于赤道的正上方的某一高度三、卫星变轨卫星变轨原理VF引F引＞F向MmA点速度—内小外大（在A点看轨迹）在A点万有引力相同A·思考：人造卫星在低轨道上运行，要想让其在高轨道上运行，应采取什么措施？在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道运行。卫星变轨原理1、卫星在二轨道相切点万有引力相同速度—内小外大（切点看轨迹）2、卫星在椭圆轨道运行近地点---速度大，远地点---速度小，vF引12R卫星在圆轨道运行速度V1V2θ＞900减小卫星变轨原理如何发射同步卫星？2、地球同步卫星的应用主要用于通信3颗同步卫星可实现全球覆盖所以也叫通信卫星卫星的回收

同步卫星：相对于地面静止，公转周期和地球自转周期相同的卫星。1．特点：

⑴定周期：T=24h=86400s⑵定点：相对于地面静