人教版（新课程标准）> 必修2> 第六章 万有引力与航天 宇宙航行课件 19张PPT内嵌视频

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§6.5
宇宙航行
一、人造地球卫星
二、卫星变轨
学习目标：
一、人造地球卫星
一、人造地球卫星
运行轨道:
所有卫星都在以地心为圆心的轨道上(原因？）
极地轨道
一般轨道
赤道轨道
立体
赤道平面
1、极地卫星：卫星的轨道平面过南北两极（由于地球的自转，可观测到地球任意位置）
2、近地卫星：地球表面附近绕地球做匀速圆周运动V=7.9km/s
练习：求近地卫星的周期
我们能否发射一颗周期为80min的卫星？
?
一、人造地球卫星
②7个一定：轨道平面、绕行方向、
T、
ω
、h、
v、
a
2个不定：F、m
3、地球同步卫星
①同步卫星：相对地面静止，和地球具有相同周期的卫星（定点在赤道的正上方）
思考：同步卫星的轨道高度h如何计算？
h≈5.6R=3.6×104km
应用：同步卫星（通信卫星）
3颗同步卫星可实现全球覆盖
比较：同步卫星、近地卫星、赤道上的物体
①近地卫星和同步卫星
共同点：
同步卫星的v、ω、an较小，T较大（r同>r近）
②同步卫星和赤道上的物体
共同点：T和ω相同（T=24h）
同步卫星的v、an较大，ω、T相同（r同>R地）
A赤道上的物体
B近地卫星
C同步卫星
例：如图所示，赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（???
）
A．
TA＜TB＜TC
B．
anA>anB>anC
C．
ωA=ωC<ωB
D．
VA＜VC＜VB
CD
B
二、卫星变轨问题
V
F引
F引＜F向
F引＞F向
卫星变轨原理
M
m
在A点万有引力相同
A
v↑→F引＜F向
离心
v↓→F引＞F向
近心
P
Q
2
3
1
卫星变轨原理
近地轨道1
椭圆轨道2
同步轨道3
加速（离心）
加速（离心）
减速（近心）
减速（近心）
1、线速度比较
1
2轨道相切点P：
v2p>v1p
2
3轨道相切点Q：v3Q>v2Q
1
3轨道线速度：v1p>v3Q
椭圆轨道2
:
v2p>v2Q
2、F万和加速度a比较
F2p=F1p
F3Q=F2Q
a2p=a1p
a3Q=a2Q
3、三轨道的运行周期T：T1p
Q
Q
2
3
1
v
F引
1
2
R
卫星在圆轨道运行速度V1
V2
θ＞900
减小
卫星变轨原理
例.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
（
）
A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度
C.在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
ABC
B
布置作业
1.阅读教材后边“科学漫步”和“STS”的材料；
2.上网查阅黑洞、同步卫星的相关资料.
卫星运动的线速度、角速度、向心加速度和周期：
可见：卫星运动情况(a、V
、ω
、T
)是由
r
惟
一决定
(2)由
得：ｖ＝
G
M
m
r2
=m
v2
r
(3)由
得：ω＝
G
M
m
r2
=mω2r
(4)由
得：Ｔ＝
G
M
m
r2
=m(
)
r
２π
T
2
GM
4π2r3
(1)由
得：a＝
G
M
m
r2
=ma
GM
r2
记忆口诀：“高轨低速长周期”