最新宇宙航行三PPT课件.ppt

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1、宇宙航行三宇宙航行三内内容容一、卫星在轨稳定运行一、卫星在轨稳定运行二、宇宙速度二、宇宙速度三、卫星变轨问题三、卫星变轨问题向向高高轨轨卫卫星星的的发发射射卫卫星星的的回回收收v vF F引引引引vvF F引引引引 AB写出写出A A位置与位置与B B位置的向心力方程？位置的向心力方程？1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道轨道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；最后再次点运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道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

2、点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以上正常运行时，以下说法正确的是（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“嫦娥奔月嫦娥奔月”图图(视频视频)16 2.2007 2.2007年年1010月月2424日日“嫦娥一号嫦娥一号”卫星星箭分离

3、，卫星进入绕卫星星箭分离，卫星进入绕地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：1212小时椭圆轨小时椭圆轨道道2424小时椭圆轨道小时椭圆轨道4848小时椭圆轨道小时椭圆轨道修正轨道修正轨道地月转移轨道地月转移轨道。1111月月5 5日日1111时，当卫星经过距月球表面高度时，当卫星经过距月球表面高度为为h h的的A A点时，再经三次变轨：点时，再经三次变轨：1212小时椭圆轨道小时椭圆轨道3.53.5小时椭圆小时椭圆轨道轨道最后进入周期为最后进入周期为T T的极月圆轨道的极月圆轨道 ，如图所示。（，如图所示。（）A.A.“嫦娥一号嫦娥一号”由由到到需

4、加速、由需加速、由到到需减速需减速 B.B.发射发射“嫦娥一号嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度的速度必须达到第三宇宙速度 C.C.在绕月圆轨道上在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关卫星周期与卫星质量有关 D.D.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 E.E.在绕月圆轨道上在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力卫星受地球的引力大于受月球的引力近近地地变变轨轨轨道修正轨道修正转移轨道转移轨道发射发射 2.2007 2.2007年年1010月月2424日，日，“嫦娥一号嫦娥一号”卫星星箭分离，卫星进入卫星星箭分离，卫星进入绕绕地

5、轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：地轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：1212小时椭圆轨小时椭圆轨道道2424小时椭圆轨道小时椭圆轨道4848小时椭圆轨道小时椭圆轨道修正轨道修正轨道地月转移轨道地月转移轨道。1111月月5 5日日1111时，当卫星经过距月球表面高度时，当卫星经过距月球表面高度为为h h的的A A点时，再经三次变轨：点时，再经三次变轨：1212小时椭圆轨道小时椭圆轨道3.53.5小时椭圆小时椭圆轨道轨道最后进入周期为最后进入周期为T T的极月圆轨道的极月圆轨道 ，如图所示。，如图所示。若月球半径为若月球半径为R R，试写出月球表面重力加速度的表达式。，试写出月球表面

6、重力加速度的表达式。近近地地变变轨轨轨道修正轨道修正转移轨道转移轨道发射发射对接问题对接问题: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，空间站实际上就是一个载有人的人造卫星，那么，地球上的人如何登到空间站，空间站那么，地球上的人如何登到空间站，空间站上的人又如何返回地面？这些活动都需要通上的人又如何返回地面？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题。与空间站对接的问题。思考：能否把宇宙飞船先发射到空间站的同思考：能否把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一轨

7、道上，再通过加速去追上空间站实现对接呢？接呢？不行，因为飞船加速后做离不行，因为飞船加速后做离心运动会偏离原来的圆轨道心运动会偏离原来的圆轨道而无法与空间站对接。飞船而无法与空间站对接。飞船首先在比空间站低的轨道运首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道。再加速运行到一个椭圆轨道。通过控制轨道使飞船跟空间通过控制轨道使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接，如相切点，便可实现对接，如图所示图所示.空间站空间站空间站空间站飞船飞船例：在太空中有两飞行器例：在太空中有两飞行器a a、b b，它们在绕地，

8、它们在绕地球的同一圆形轨道上同向运行，球的同一圆形轨道上同向运行，a a在前在前b b在后，在后，它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动它都配有能沿运动方向向前或向后喷气的发动机，现要想机，现要想b b 尽快尽快追上追上a a 并完成对接，并完成对接，b b应采应采取的措施是（取的措施是（）A A、沿运动方向喷气、沿运动方向喷气 B B、先沿运动方向喷气，后运动沿反方向喷气、先沿运动方向喷气，后运动沿反方向喷气C C、沿运动反方向喷气、沿运动反方向喷气 D D、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气、先沿运动反方向喷气，后沿运动方向喷气BF F引引引引mgmg0 0F Fn n重力、万有引力与

9、向心力的关系重力、万有引力与向心力的关系F F引引引引F FN NF F引引引引F FN N人造地球卫星：人造地球卫星：人造地球卫星：人造地球卫星：两极的物体：两极的物体：两极的物体：两极的物体：赤道上的物体：赤道上的物体：赤道上的物体：赤道上的物体：近地卫星：近地卫星：近地卫星：近地卫星：地球表面的物体地球表面的物体地球表面的物体地球表面的物体（与地球具有相同的（与地球具有相同的（与地球具有相同的（与地球具有相同的）即：即：即：即：即：即：即：即：1415例例:设同步卫星离地心距离为设同步卫星离地心距离为r，运行速率为，运行速率为v1，加速度为，加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自地球赤道

10、上的物体随地球自转的向心加速度为转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为第一宇宙速度为v2，地，地球半径为球半径为R，则，则()ABCDAD1 1、在某行星上用弹簧来秤测量某一物体的重、在某行星上用弹簧来秤测量某一物体的重力。在赤道上测量的示数比在两极处测量的示力。在赤道上测量的示数比在两极处测量的示数小数小1/101/10，若该行星一昼夜的运行时间为，若该行星一昼夜的运行时间为T T，万有引力常量为万有引力常量为G G，则这颗行星的密度为多少，则这颗行星的密度为多少？30/GT22 2、如果地球自转加快，地球赤道上物体的重、如果地球自转加快，地球赤道上物体的重量将发生怎样的变化？量将发生怎样的变

11、化？1.41.4小时小时 当自转周期等于多少时可使赤道上的物体飘当自转周期等于多少时可使赤道上的物体飘起来？起来？减小减小连续物或卫星群的判断问题连续物或卫星群的判断问题例：根据观察，在土星外层有一个环带，该环带有例：根据观察，在土星外层有一个环带，该环带有星云等物质构成，为了判断环带是土星的连续物还星云等物质构成，为了判断环带是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度是小卫星群。可测出环中各层的线速度v v与该层到与该层到土星中心的距离土星中心的距离R R之间的关系，从而加以确定。对之间的关系，从而加以确定。对此下列判断正确的是：（此下列判断正确的是：（）A.A.若若v v与与R R

12、成正比，则环带是连续物成正比，则环带是连续物 B.B.若若v v与与R R成正比，则环带是小卫星群成正比，则环带是小卫星群 C.C.若若v v与与R R成反比，则环带是连续物成反比，则环带是连续物 D.D.若若v v与与R R成反比，则环带是小卫星群成反比，则环带是小卫星群AD“双星双星”问题问题“双星双星”是由两颗绕着是由两颗绕着共同的中心共同的中心旋转的旋转的恒星恒星组成。对于其中一颗来说，另一颗就组成。对于其中一颗来说，另一颗就是其是其“伴星伴星”。1.1.1.1.两颗恒星均围绕共同的旋转两颗恒星均围绕共同的旋转两颗恒星均围绕共同的旋转两颗恒星均围绕共同的旋转中心做中心做中心做中心做匀速

13、圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动。2.2.2.2.两恒星之间两恒星之间两恒星之间两恒星之间万有引力万有引力万有引力万有引力分别提分别提分别提分别提供了两恒星的向心力，即两颗供了两恒星的向心力，即两颗供了两恒星的向心力，即两颗供了两恒星的向心力，即两颗恒星受到的恒星受到的恒星受到的恒星受到的向心力大小相等向心力大小相等向心力大小相等向心力大小相等。3.3.3.3.两颗恒星与旋转中心时刻三两颗恒星与旋转中心时刻三两颗恒星与旋转中心时刻三两颗恒星与旋转中心时刻三点共线，即两颗恒星点共线，即两颗恒星点共线，即两颗恒星点共线，即两颗恒星角速度相角速度相角速度相角速度相同，周期相同同，周期相同同，周期相同同，周期相同。双星运动的特点：双星运动的特点：确定双星的旋转中心：确定双星的旋转中心：质量质量质量质量 m m m m 越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。为什么地球是两极略扁的椭球体？为什么地球是两极略扁的椭球体？F引引引引FN N结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！32