《宇宙航行》及同步衛(wèi)星課件

知識回顧兩條基本思路1、萬有引力等于重力2、萬有引力提供向心力中國人的飛天夢外國人的“飛天”夢一、宇宙速度平拋運動演示讓物體做平拋運動初速度逐漸增大問題情境思考討論一:地面上的物體，怎樣才能成為人造衛(wèi)星呢？通過觀看動畫回答下列問題：1、平拋物體水平初速度逐漸增大，物體的落地點怎樣變化？2、若拋出物體的水平初速度足夠大,物體將會怎樣?試大膽猜想。

越來越遠物體不再落回地面思考？它將繞地球運動成為地球的一顆衛(wèi)星一.宇宙速度牛頓的猜想牛頓的手稿想一想:物體初速度達到多大時就可以成為一顆人造衛(wèi)星呢?方法一：由于衛(wèi)星在地球表面附近環(huán)繞，衛(wèi)星做圓周運動的向心力可看作由重力提供。問題一：設(shè)地球的質(zhì)量為M，繞地球做勻速圓周運動的飛行器的質(zhì)量為m，飛行器的速度為v，他到地心的距離為地球半徑R。求飛行速度v。（若已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）方法二：萬有引力提供物體作圓周運動的向心力1、第一宇宙速度（環(huán)繞速度）v1=7.9km/s．它是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具備的速度．說明：（１）如果衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落到地面而不能繞地球運轉(zhuǎn)；

（２）等于這個速度，衛(wèi)星剛好能在地球表面附近作勻速圓周運動；討論：在地面附近發(fā)射飛行器時如果發(fā)射速度大于7.9Km/S，或者更大時會對飛行器的運行軌道有何影響？如果速度繼續(xù)增加，達到或大于11.2km/s時，它就會克服地球的引力，永遠離開地球，成為繞太陽運動的一顆人造行星。如果大于7.9km/s，而小于11.2km/s，衛(wèi)星將沿橢圓軌道繞地球運行，地心就成為橢圓軌道的一個焦點。

第二宇宙速度:物體克服地球引力,永遠脫離地球的速度.

第三宇宙速度:物體掙脫太陽引力,飛出太陽系的速度.（逃逸速度）11.2km/s>V>7.9km/sV=16.7km/sV=11.2km/sV=7.9km/s繞地球運動的軌跡就不再是圓，而是橢圓，發(fā)射速度越大，橢圓軌道越“扁”。

第一宇宙速度:物體在地表附近繞地球做勻速圓周運動的速度.（不同天體有各自的第一宇宙速度。如果衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度，衛(wèi)星將落回地面。）

閱讀教材并回答：三種宇宙速度（發(fā)射速度）二、人造地球衛(wèi)星運動規(guī)律探究二：將各種衛(wèi)星繞地球運動都近似看成勻速圓周運動，你能推出衛(wèi)星環(huán)繞速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系嗎？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：第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大速度還是最小速度？r最小，是最大環(huán)繞速度。

向高軌道發(fā)射衛(wèi)星時,需要的初速度大，因為衛(wèi)星離開地面向上運動速度會減小,所以發(fā)射的軌道越高發(fā)射時的初速度就越大思考討論三:將衛(wèi)星送入低軌道和高軌道所需的速度哪一個更大？哪一個更容易？為什么？注意：宇宙速度均指發(fā)射速度，衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于發(fā)射速度。思考：第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最大速度還是最小速度？r最小，是最小發(fā)射速度。歸納：第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，也是最大環(huán)繞速度。如圖所示，A、B、C、D四條軌道中不能作為衛(wèi)星軌道的是哪一條？ABCD思考：人造地球衛(wèi)星的運行軌道

人造地球衛(wèi)星答案：D軌道中心地心________提供向心力萬有引力所有衛(wèi)星都在以地心為圓心的圓或橢圓軌道上三類人造地球衛(wèi)星軌道：①赤道軌道，衛(wèi)星軌道在赤道平面，衛(wèi)星始終處于赤道上方②極地軌道，衛(wèi)星軌道平面與赤道平面垂直，衛(wèi)星通過兩極上空③一般軌道，衛(wèi)星軌道和赤道成一定角度。人造地球衛(wèi)星的運行軌道

地球同步衛(wèi)星

問題：你能否形象的描述它的軌道？軌道與赤道重合衛(wèi)星位于赤道的正上方的某一高度三、衛(wèi)星變軌衛(wèi)星變軌原理VF引F引＞F向MmA點速度—內(nèi)小外大（在A點看軌跡）在A點萬有引力相同A·思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運行，要想讓其在高軌道上運行，應(yīng)采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運行，當(dāng)行至橢圓軌道的遠點處時再次加速，即可使其沿高軌道運行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點萬有引力相同速度—內(nèi)小外大（切點看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運行近地點---速度大，遠地點---速度小，vF引12R衛(wèi)星在圓軌道運行速度V1V2θ＞900減小衛(wèi)星變軌原理如何發(fā)射同步衛(wèi)星？2、地球同步衛(wèi)星的應(yīng)用主要用于通信3顆同步衛(wèi)星可實現(xiàn)全球覆蓋所以也叫通信衛(wèi)星衛(wèi)星的回收

同步衛(wèi)星：相對于地面靜止，公轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星。1．特點：

⑴定周期：T=24h=86400s⑵定點：相對于地面靜