1、第4节 宇宙航行牛顿在牛顿在16871687年发表年发表的自然哲学的数的自然哲学的数学原理中设想了学原理中设想了一种发射人造地球一种发射人造地球卫星的原理卫星的原理一、发射速度1.第一宇宙速度:贴着地球发射一颗刚好不落地的发射速度第4节 宇宙航行RvmMmG212R卫卫V1=RGMRgV1=7.9km/s2gRRF万VrR第4节 宇宙航行一、发射速度1.第一宇宙速度:贴着地球发射一颗刚好不落地的发射速度2.第二宇宙速度:V2=11.2km/s 贴着地球发射一颗刚好挣脱地球的发射速度.V1=7.9km/s3.第三宇宙速度:贴着地球发射一颗刚好挣脱太阳的发射速度.V3=16.7km/s第4节 宇宙
2、航行一、发射速度1.第一宇宙速度:贴着地球发射一颗刚好不落地的发射速度二、环绕速度maGMrT324rTm224rvmrmMG22vrm22rMGa rGM3rGM注意：高轨低速(三速)大周期第4节 宇宙航行一、发射速度RGMv sm/1040.61061067.662411sm/k9.7例1:已知地球质量为61024kg,地球半径R等于6400km.求发射的一颗近地卫星的环绕速度v和周期T，324TGMR26 311244 3.14(6.4 10)6.67 105.89 10smin85卫星运动的最大环绕速度卫星绕地球运动的最小周期我们能否发射一颗周期我们能否发射一颗周期70min70min
3、的卫星呢？的卫星呢？解：因为是近地卫星，则有h=0（rR）7.9km/s是地球的最小发射速度，但是最大的环绕速度二、环绕速度maGMrT324rTm224rvmrmMG22vrm22rMGa rGM3rGM第4节 宇宙航行一、发射速度注意：高轨低速(三速)大周期三、同步卫星1.定义：相对于地面静止的人造卫星，2.周期：T24h二、环绕速度第4节 宇宙航行一、发射速度同步卫星的轨道同步卫星的轨道赤道上方的一个确定轨道上 注意:4.高度：3.轨道：r=6.6R地h5.6R地同步卫星的r、v、a、T均为定值5.发射三、同步卫星1.定义：相对于地面静止的人造卫星，2.周期：T24h二、环绕速度第4节
4、宇宙航行一、发射速度地球地球同步卫星的发射近地轨道近地轨道转移轨道转移轨道同步轨道8.9km/s7.9km/s2km/s3km/s问2:卫星在近地轨道和转移轨道都经过A点时速度哪个大？问1:卫星在经过同步轨道和转移轨道都经过B点时速度哪个大？问3:卫星在同步轨道和近地轨道时速度、角速度、加速度哪个大？同步轨道转移轨道近地轨道问4:卫星在哪个轨道周期哪个大？同步轨道AB例例2：求同步卫星离地面高度：求同步卫星离地面高度223242GM2()(R)(R)R3.6 104 hmmhhTGM Thkm卫地卫地地地地设卫星离地面高度为由解得能否发射一颗在北京上空的同步卫星？能否发射一颗在北京上空的同步卫
5、星？同步卫星近地卫星月球思考：赤道上的物体、近地卫星、同步卫星、月球四者比较V、a、T的大小?高轨低速(三速)大周期只适合天生的卫星，地面上的物体不适用。梦想成真1970年4月24日我国第一颗人造卫星升空 中国的航天成就2007年10月24日嫦娥一号月球探测器发射成功20032003年年1010月月1515日日神舟五号神舟五号杨利伟杨利伟20052005年年1010月月1212日日神舟六号神舟六号费俊龙、聂海胜费俊龙、聂海胜20082008年年9 9月月2525日日神舟七号神舟七号翟志刚、刘伯明翟志刚、刘伯明 景海鹏景海鹏展望未来美国美国“凤凰凤凰”号火星探测器号火星探测器20072007年年
6、8 8月月4 4日发射，日发射，20082008年年5 5月月2525日在火星着陆。日在火星着陆。“卡西尼卡西尼”号土星探测器号土星探测器19971997年年1010月月1515日发射升空，日发射升空，20042004年年1 1日飞抵土星。日飞抵土星。“先驱者先驱者”1010号号太空探测器太空探测器19721972年年3 3月月2 2日发射升空，日发射升空，19861986年年6 6月飞出太阳系月飞出太阳系小 结222224rTmrmrrvmMmGr、v、T、a均为 定值例1、人造地球卫星的轨道半径越大，则()A、速度越小，周期越小 B、速度越小，加速度越小 C、加速度越小,周期越大 D、角速度越小,加速度越大BC课堂练习：例2、通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确 的是()A、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内B、所有的地球同步卫星的质量都相等C、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运 动的角速度都相等D、所有的地球同步卫星离地球的高度都相等 ACD 课堂练习：例3、两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比r1:r2=1:4,则它们的(1)线速度之比 v1:v2=(2)角速度之比 1:2=(3)周期之比 T1:T2=(4)向心加速度之比a1:a2=2:18:1GMrT324rGMv3rGM2rMGa1:816:1课堂练习：
