1、6.5宇宙航行宇宙航行 第二课时第二课时:卫星的变轨卫星的变轨学习目标：学习目标：11.了解人造地球卫星的轨道特点，知道地球同步卫了解人造地球卫星的轨道特点，知道地球同步卫星的特点。星的特点。2.初步了解卫星的发射过程，知道卫星的变轨过程初步了解卫星的发射过程，知道卫星的变轨过程和回收过程。和回收过程。问题导学问题导学5.如图所示，如图所示，A、B、C、D四条轨四条轨道中不能作为卫星轨道的是哪一条？道中不能作为卫星轨道的是哪一条？试分析人造地球卫星轨道有什么特点？.下图是嫦娥奔月路线图，它是如何改变运动轨道的？答：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心答：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心 轨道所
2、在平面必须通过地心轨道所在平面必须通过地心极地轨道极地轨道一般轨道一般轨道赤道轨道赤道轨道所有卫星都在以地心为圆所有卫星都在以地心为圆心的轨道上心的轨道上(原因原因？）？）立体立体赤道平面赤道平面点拨精讲点拨精讲25 线速度：线速度：角速度：角速度：1 1）、同步卫星与地面相对静止，周期为）、同步卫星与地面相对静止，周期为24h24h。2 2）、同步卫星运行方向与地球自转的方向相同。）、同步卫星运行方向与地球自转的方向相同。二二、常见卫星、常见卫星1.同步卫星的特点同步卫星的特点（）km-解得高度解得高度 skmsmTrv/1.3/36002410237.414.3227sradsradT/1
3、03.7/36002414.3225）、同步卫星的特点：只、同步卫星的特点：只在赤道上空，周期在赤道上空，周期T、高度、高度h、线速度线速度v大小一定。大小一定。T=24h，h=36000km，v=3.1km/s赤道轨道赤道轨道立体立体赤道平面赤道平面2极地卫星极地卫星和和近地卫星近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖转，极地卫星可以实现全球覆盖(2)近地卫星是在近地卫星是在地球表面附近地球表面附近环绕地球做匀速圆周运环绕地球做匀速圆周运动的卫星，动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其其
4、运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行运行线速度约为线速度约为7.9 km/s.有最短的运行周期大约是有最短的运行周期大约是85min 3.月球月球(1)轨道半径大约是轨道半径大约是38万公里（万公里（60倍地球半径），周期倍地球半径），周期约为一个月（约为一个月（30天）天）任何地球卫星的任何地球卫星的轨道平面一定通过地球的球心轨道平面一定通过地球的球心22=MmvmgGmrr【方法概括方法概括】凡是人造卫星的问题都可从下列关系凡是人造卫星的问题都可从下列关系去列动力学方程，即去列动力学方程，即:重力重力=万有引力万有引力=向心力向心力 rRhgh式 中：是 高 空处 的 重 力 加
5、 速 度对比：在地球表面随地球一起自转的物体对比：在地球表面随地球一起自转的物体万有引力万有引力重力重力向心力向心力万有引力万有引力=重力重力+向心力向心力 Fn=mw2RVF引F引引F向向F引引F向向三：卫星变轨原理三：卫星变轨原理MmA点速度点速度内小外大内小外大（在（在A点看轨迹）点看轨迹）在在A点万有引力点万有引力相同相同A12R卫星在圆轨卫星在圆轨道运行速度道运行速度V1V2900减小减小卫星变轨原理卫星变轨原理1 1、卫星在椭圆轨道运行、卫星在椭圆轨道运行近地点近地点-速度速度大大，动能大，动能大远地点远地点-速度速度小小，动能小，动能小思考：思考：人造卫星在人造卫星在低轨道上运行
6、低轨道上运行，要想让，要想让其在其在高轨道上运行高轨道上运行，应采取什么措施？，应采取什么措施？在在低轨道上加速低轨道上加速，使其沿使其沿椭圆轨道椭圆轨道运运行，当行至椭圆轨行，当行至椭圆轨道的道的远点远点处时再次处时再次加速加速，即可使其沿，即可使其沿高轨道运行高轨道运行。2 2、卫星在二轨道相切点、卫星在二轨道相切点同一位置万有引力同一位置万有引力相同相同速度速度内小外大内小外大（切点看轨迹）（切点看轨迹）v1v2v3v4即加速度相同即加速度相同试比较试比较v1、v2、v3、v4大小大小v2v1v4v3练习、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地练习、如图所示，发射同步卫星时，先将卫
7、星发射至近地圆轨道圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道点火将其送入同步圆轨道3。轨道。轨道1、2相切于相切于P点，点，2、3相切于相切于Q点。当卫星分别在点。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，轨道上正常运行时，以下说法正确的是（以下说法正确的是（）A、在轨道、在轨道3上的速率大上的速率大 于于1上的速率上的速率 B、在轨道、在轨道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、在轨道、在轨道2上经过上经过Q点时点时 的速率等于在轨道的速率等于在轨道3上经过上经过Q点时的速率点时的速率 D、在轨道、在轨
8、道1上经过上经过P点时的加速度等于在轨道点时的加速度等于在轨道2上上 经过经过P点时的加速度点时的加速度 QQP P231BD四、对接问题：四、对接问题：宇宙飞船与空间站的对接宇宙飞船与空间站的对接 空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何到达空间站，空间站上的人又，地球上的人如何到达空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来如何返回地面？这些活动都需要通过宇宙飞船来完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问完成，这就存在一个宇宙飞船与空间站对接的问题。题。思考：思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道能否把
9、宇宙飞船先发射到空间站的同一轨道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？l不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。轨道而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当轨道运行，当运行到适当位置时，再位置时，再加速加速运行到一运行到一个椭圆轨道。个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空通过控制轨道使飞船跟空间站间站恰好恰好同时运行到两轨同时运行到两轨道的相切点，此时飞船适道的相切点，此时飞船适当减速，便可实现对接，当减速，便可实现对接，如图示。如图示。飞船飞
10、船对接方法：课堂小结课堂小结1.卫星的三种轨道：.同步卫星的特点：.卫星的变轨原理和方法：.宇宙飞船与空间站对接方法：（）赤道轨道（）赤道轨道（）极地轨道（）极地轨道（）其它轨道（）其它轨道六个一定：运行方向，高度，六个一定：运行方向，高度，周期，线速度大小，角速度，周期，线速度大小，角速度，轨道平面。轨道平面。需提FF、宇宙飞船和轨道空间站在同一轨道上运动，、宇宙飞船和轨道空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，轨道空间站，比较好比较好的方法是：的方法是：()A飞船加速直到追上飞船加速直到追上B飞船从原轨道减速至一个
11、较低轨道，再加速飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站，完成对接追上空间站，完成对接C飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站，飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站，完成对接完成对接D无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接接B当堂检测当堂检测13gRhhGM3GMABCDABD3 3.在我国的甘肃酒泉和四川西昌有两个著名的卫星发射基在我国的甘肃酒泉和四川西昌有两个著名的卫星发射基地，它们为我国的航天事业立下了汗马功劳。如果请你参地，它们为我国的航天事业立下了汗马功劳。如果请你参与卫星的发射工作，要发射一颗地球同步通信卫星，从节与卫星的发射工作，
12、要发射一颗地球同步通信卫星，从节能的角度分析，你认为在这两个基地中的发射地点和发射能的角度分析，你认为在这两个基地中的发射地点和发射方向应选（方向应选（）A.酒泉酒泉，向西发射，向西发射 B.酒泉酒泉，向东发射，向东发射 C.西昌西昌，向西发射，向西发射 D.文昌文昌，向东发射，向东发射D中国的四大卫星发射场：西昌中国的四大卫星发射场：西昌,太原太原,文昌文昌,酒泉酒泉纬度关系：海南文昌四川西昌山西太原甘肃酒泉。纬度关系：海南文昌四川西昌山西太原甘肃酒泉。VF引F引引F向向F引引F向向三：卫星变轨原理三：卫星变轨原理MmA点速度点速度内减外加内减外加（在（在A点看轨迹）点看轨迹）在在A点万有引
13、力点万有引力相同相同A1.教师小结：室外阴凉通风地方的温度最能反映当地的气温，所以我们应该选择合适的地方来测量气温。2.测量不同时间的气温，汇报不同时间所测到的气温。3.意识到随着科学技术的发展，天气预报包含的信息越来越多，制作过程越来越精密。4.随着社会的进步，气象学的研究在不断深入和发展，人们对天气的预测将会越来越准确。5.天气预报主要由分布在全球各地的气象部门制作并发布。6.制作天气预报，大致有以下五个步骤：数据收集、数值天气预报、气象员做出预报、天气会商、发布天气预报。7、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。8、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。
