资源简介

(共28张PPT)
第4节 宇宙航行
简化式
天体运动涉及8个物理量
体验与思考
地球是生命的摇篮,但人类不可能永远躺在摇篮里！
我们的征途注定是星辰大海！
卫星的发射 — 宇宙速度
牛顿的设想
牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。
科技的力量：从地面到太空
根据 ，可知
因为r=R，所以第一宇宙速度也是人造卫星的最大环绕速度
第一宇宙速度：物体离开地面，进入地月系，在地面的最小发射速度 vⅠ=7.9km/s
第二宇宙速度：物体离开地面，进入太阳系，在地面的最小发射速度 vⅡ=11.2km/s
第三宇宙速度：物体离开地面，进入银河系，在地面的最小发射速度 vⅢ=16.7km/s
前苏联科学家，齐奥尔科夫斯基提出多级火箭理论，使发射人造卫星成为了可能。
世界第一颗人造地球卫星
（前苏联1957年）
资料
卫星的种类
卫星的种类
极轨卫星轨道
已知，地球半径为R=6400km，同步卫星周期为T=24h，万有引力常量为G=6.67×10-11N m2/kg2
卫星的变轨
课前回顾
1、近地卫星
2、宇宙速度
3、开普勒定律
“嫦娥五号”的发射速度？
“天问一号”的发射速度？
旅行者一号（飞出太阳系）
“旅行者一号”的发射速度？
说明什么？
思考1：能否发射周期为80min的人造卫星？
h=
r=
v=
T=24h
h ≈ 3.8×105km
r ≈ 3.8×105km
v ≈ 1km/s
T=27.3天
h≈0
r=R=6400km
v=7.9km/s
T=85分钟
近地卫星
月球
思考2：能否发射周期为24h的人造卫星？
同步卫星：
周期为24小时的圆轨道卫星
思考3：如何求解同步卫星的距地高度，和线速度？
同步卫星：
距地面高度为36000km的圆轨道卫星
线速度大小为3.1Km/s的圆轨道卫星
一、同步卫星
思考4：赤道轨道上的同步卫星有啥特点？（自西向东）
地球静止卫星
6个“一定”：
轨道平面一定！！！
周期一定
角速度一定
高度一定
绕行方向一定
速率一定
思考5：能直接发射近地卫星或
地球静止卫星吗？
思考6：如何由1轨道变轨到2轨道？
依据？
1
2
3
2轨道相对于1轨道是**运动
3轨道相对于2轨道是**运动
1
2
3
近地圆轨道1
椭圆轨道2
大圆轨道3
喷气加速
喷气加速
发射出去的卫星能回来吗？
二、卫星变轨
（1）1P、3Q 不同轨不同点
（2）1P、2P ；2Q、3Q 不同轨同点
（3）2P、2Q 同轨不同点
3、比较速度
2、比较加速度
1、比较周期
练习[多选]如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步圆轨道上的Q点)，到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是 (　　)

CD
三、载人航天与太空探索
我国的航天成就
备份月球样品存入韶山，
既深切缅怀毛主席为中华民族和世界人民做出的丰功伟绩，告慰毛主席“可上九天揽月”的夙愿，
也充分展示了新时代中国航天取得的创新成果！
使命意识！
1
2
3
P
Q
课堂小结
1、地球同步卫星
6个“一定”
轨道平面一定
周期一定
角速度一定
高度一定
绕行方向一定
速率一定
2、卫星变轨
3、比较速度
2、比较加速度
1、比较周期
理解过程
作业：
A、作业本：课后习题2、3
B、思考：
1、同轨道卫星能直接加速对接吗？
2、嫦娥四号探测器奔月示意图
3、如果卫星在圆轨道运行时受到空
气阻力作用，卫星速度如何变？

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