第七章萬有引力與宇宙航行總結(jié)課件

開普勒第一定律——軌道定律所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運(yùn)動，太陽是在這些橢圓的一個焦點(diǎn)上;對每個行星來說，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積;開普勒第三定律——周期定律所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。太陽行星ba開普勒第二定律——面積定律7.1知識回顧萬有引力定律的基本知識1、定律的發(fā)現(xiàn)2、公式③宏觀性①普遍性②相互性卡文迪許

測出的。①兩質(zhì)點(diǎn)間的距離②均勻球體，球心間的距離牛頓④特殊性均勻球體球心到質(zhì)點(diǎn)間距離F向7.2知識回顧高空：兩極的物體：赤道上的物體：近地：地球表面的物體（與地球具有相同的ω0）即：即：7.2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7.3知識回顧1、利用天體表面的重力加速度來求天體自身的質(zhì)量密度計算天體質(zhì)量密度由ρ=m/v知，需測出天體的體積已知球體體積公式為V=πR3347.3知識回顧2、利用天體的衛(wèi)星來求天體的質(zhì)量密度設(shè)衛(wèi)星繞天體運(yùn)動的軌道半徑為r，周期為T，天體的半徑為R當(dāng)天體的衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動時，其軌道半徑r約等于天體的半徑R，則天體的密度為計算天體質(zhì)量密度7.3知識回顧設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動：，可推導(dǎo)出：1.對于r、v、ω、T、an五個量“一定四定”，“一變四變”2.高軌低速長周期7.3知識回顧(1)定義：繞公共圓心轉(zhuǎn)動的兩個星體組成的系統(tǒng)，我們稱之為雙星系統(tǒng)。如圖所示。(2)特點(diǎn)③兩顆星的半徑與它們之間的距離關(guān)系為：r1＋r2＝Lr1r2L雙星模型7.3知識回顧第二宇宙速度:物體克服地球引力,永遠(yuǎn)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(yùn)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:物體在地表附近繞做勻速圓周運(yùn)動的速度.

7.4知識回顧r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(yùn)動的最大速度還是最小速度？r最小，是最大環(huán)繞速度。地球同步衛(wèi)星特點(diǎn)：1.定周期2.定點(diǎn)3.定轉(zhuǎn)向4.定軌道（定高度）（定半徑）5.定速度6.定加速度7.不定質(zhì)量（不定向心力）v1v2v3v4v2>v1v4>v3v1>v4結(jié)果：v2>v1>v4>v3v2>v3

點(diǎn)火加速：在橢圓軌道上運(yùn)行:第一次變軌：第二次變軌：

點(diǎn)火加速：在圓軌道上穩(wěn)定運(yùn)行：變軌速度問題加速度問題周期問題飛船首先在比空間站低的軌道運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到適當(dāng)位置時，再加速運(yùn)行到一個橢圓軌道。通過控制軌道使飛船跟空間站恰好同時運(yùn)行到兩軌道的相切點(diǎn)，此時飛船適當(dāng)減速，便可實現(xiàn)對接，如圖示?？臻g站飛船對接方法：地球ABC赤道上物體A近地衛(wèi)星B同步衛(wèi)星C同步軌道近地軌道同步軌道近地軌道區(qū)別赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體、近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星：

半徑R周期T向心力F關(guān)系式備注赤道上物體即為地

球半徑與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即24h此處的萬有引力與重力之差在赤道上與地球保持相對靜止近地

衛(wèi)星即為地

球半徑可求得T=85min此處的萬有引力離地高度近似為0，與地面有相對運(yùn)動同步

衛(wèi)星可求得距地面高度h≈36000km，約為地球半徑的5.6倍與地球自周期相同，

即24h此處的萬有引力軌道面與赤道面重合，在赤道上空，

與地面保持相對靜止衛(wèi)星追趕問題兩衛(wèi)星位于和中心連線的半徑上同側(cè)時，兩衛(wèi)星相距最近兩衛(wèi)星運(yùn)動