物理宇宙航行公式

1、22MmvGmrr2224MmGmrrT22MmGmrr2M mGm arGMvr3GMr2 34rTGM2GMar23gRr2324rTgR22gRar2gRvr2M mm gGR黃金代換黃金代換練練1 1、兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m m1 1mm2 2=12,=12,軌道半徑之比軌道半徑之比R R1 1RR2 2=31=31，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是( )( )A A、周期之比、周期之比T T1 1TT2 2=31 =31 B B、線速度之比、線速度之比v v1 1vv2 2=31=31C C、向心力之比、向心力之比F F1 1FF2 2=1

2、9 =19 D D、向心加速度之比、向心加速度之比a a1 1aa2 2=19=19D例題例題1:土星外層上有一個環(huán)。為了判斷它是土星外層上有一個環(huán)。為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測量環(huán)中各層的線速度量環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心與該層到土星中心的距離的距離R之間的關(guān)系來判斷：之間的關(guān)系來判斷： ( )A若若vR，則該層是土星的一部分，則該層是土星的一部分B若若v2R，則該層是土星的衛(wèi)星群，則該層是土星的衛(wèi)星群C若若vR，則該層是土星的一部分，則該層是土星的一部分D若若v2R，則該層是土星的衛(wèi)星群，則該層是土星的衛(wèi)星群答案：答案：AD二

3、、地球同步衛(wèi)星的運行特征二、地球同步衛(wèi)星的運行特征可概括為四個一定可概括為四個一定定軌道平面定軌道平面：運行軌道平面在赤道平面；：運行軌道平面在赤道平面；定周期定周期：等于地球自轉(zhuǎn)周期（：等于地球自轉(zhuǎn)周期（24 h）定高度定高度：離地面高度一定（：離地面高度一定（h=36000 km）定速度定速度：運行速度一定（：運行速度一定（v3.1km/s）三、三、同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星近地衛(wèi)星和赤道赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的三種勻速圓周運動的異同 例例2、同步衛(wèi)星離地心距離為同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速度，運行速度為為v1，加速度為，加速度為a1.地球赤道上的物體隨地地球赤道上的物

4、體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為球自轉(zhuǎn)的加速度為a2，第一宇宙速度為，第一宇宙速度為v2，地球半徑為地球半徑為R.則以下正確的是則以下正確的是:（ ）RraaA21.2221.rRaaB答案：答案：AC宇宙航行宇宙航行變軌問題變軌問題思考：思考：人造衛(wèi)星在人造衛(wèi)星在低軌道上運行低軌道上運行，要想讓其，要想讓其 在在高軌道上運行高軌道上運行，應采取什么措施？，應采取什么措施？22RMmGRmv122211,vRMmGRmv使使衛(wèi)星加速到222LMmGLmv2233vLMmGLmv，使使衛(wèi)星加速到衛(wèi)星的變軌問題：衛(wèi)星的變軌問題：v1v2v3v4v2v1v4v3v1v4v2v1v4v3v2v3 點火加速：點火

5、加速：在橢圓軌在橢圓軌道上運行道上運行:第一次變軌：第一次變軌：第二次變軌：第二次變軌： 點火加速：點火加速：在圓軌道上在圓軌道上穩(wěn)定運行：穩(wěn)定運行：練練2、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道圓軌道1，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道2運行；最后再次運行；最后再次點火將其送入同步圓軌道點火將其送入同步圓軌道3。軌道。軌道1、2相切于相切于P點，點，2、3相切于相切于Q點。當衛(wèi)星分別在點。當衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運行時，以上正常運行時，以下說法正確的是（下說法正確的是（ ） A、在軌道、在軌道3上的速率大上的速率

6、大 于于1上的速率上的速率 B、在軌道、在軌道3上的角速度上的角速度 小于小于1上的角速度上的角速度 C、在軌道、在軌道2上經(jīng)過上經(jīng)過Q點時點時 的速率等于在軌道的速率等于在軌道3上經(jīng)過上經(jīng)過Q點時的速率點時的速率 D、在軌道、在軌道1上經(jīng)過上經(jīng)過P點時的加速度等于在軌道點時的加速度等于在軌道2上上 經(jīng)過經(jīng)過P點時的加速度點時的加速度 QQP P231BD 空間站實際上就是一個載有人的人空間站實際上就是一個載有人的人造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何登到空造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何登到空間站，空間站上的人又如何返回地面？間站，空間站上的人又如何返回地面？這些活動都需要通過宇宙飛船來完成，這些活動都

7、需要通過宇宙飛船來完成，這就存在一個宇宙飛船與空間站對接的這就存在一個宇宙飛船與空間站對接的問題。問題。思考：思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同一軌道上，再通過加速去間站的同一軌道上，再通過加速去追上空間站實現(xiàn)對接呢？追上空間站實現(xiàn)對接呢？宇宙飛船與空間站宇宙飛船與空間站對接問題對接問題 不行，因為飛船加速后做不行，因為飛船加速后做離心運動會偏離原來的圓軌離心運動會偏離原來的圓軌道而無法與空間站對接。飛道而無法與空間站對接。飛船首先在比空間站低的軌道船首先在比空間站低的軌道運行，當運行到適當位置時，運行，當運行到適當位置時，再加速運行到一個橢圓軌道。再加速運行到一個橢圓軌道。通過控制軌道使飛船跟空間通過控制軌道使飛船跟空間站恰好同時運行到兩軌道的站恰好同時運行到兩軌道的相切點，便可實現(xiàn)對接，如相切點，便可實現(xiàn)對接，如圖所示。圖所示。飛船飛船練練3、宇宙飛船和軌道空間站在同一軌道上運動，、宇宙飛船和軌道空間站在同一軌道上運動，若飛船想與前面的空間站對接，飛船為了追若飛船想與前面的空間站對接，飛船為了追上軌道空間站，可采取的方法是：上軌道空間站，可采取的方法是： ( )A飛船加速直到追上飛船加速直到追上B飛船從原軌道減速至一個較低軌道，再加速追上飛船從原軌