内容正文:
第03节 飞向太空
牛顿人造地球卫星的设想图
v
平抛
洲际导弹
人造卫星
增大
1、第一宇宙速度(环绕速度)
卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,万有引力近似等于重力mg,卫星运行半径近似看作地球半径,根据牛顿第二定律得:mg=GMm/R2=mv2/R
最小的近地发射速度,近地发射时速度等于这个速度卫星,刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动
v1=7.9km/s
v>7.9km/s
问题与思考
要使卫星在离地面更远的轨道上运行,则需要更( )的发射速度,来到新轨道上的运行速度变( )。
大
小
v2= 11.2km/s
2、第二宇宙速度
11.2km/s<v<16.7km/s
3、第三宇宙速度
v3=16.7km/s
V1=7.9km/s
地球
V2=11.2km/s
V3=16.7km/s
11.2km/s>v>7.9km/s
M
发射速度
运行速度
二、卫星的运行(圆周轨道)
万有引力 = 向心力
重力近似 =万有引力
基本方程
辅助方程
A
B
C
高轨道卫星的运行速度较小,较容易发射,对吗?
v1是最小发射速度,
也是最大环绕速度
v1=7.9km/s
神五发射
卫星发射的轨迹
三、人造地球卫星的变轨
向高轨道变轨
v1
v2
v3
v4
v2>v1
v4>v3
v1>v4
v2>v1>v4>v3
卫星的变轨
A
B
已知小圆半径为R,周期为T,大圆半径为r,你能求出卫星从A运动到B的时间吗?
试比较下列各处速度和加速度的大小
a1 = a2> a3 = a4
宇宙飞船和空间站在同一轨道上运行,若飞船想与前面的空间站对接,飞船为了追上空间站,可以采取的方法是( )
A.飞船加速直到追上空间站,完成对接
B.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
C.飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接
D.无论飞船如何采取何种措施,均不能与空间站对接
B
飞船和空间站的对接
赤道轨道
极地轨道
倾斜轨道
同步轨道
自转轴
卫星的轨道
F引
mg0
Fn
重力、万有引力与向心力的关系
F引
mg0,,
Fn
F引
N
F引
N
重力、万有引力与支持力的关系
轨道位置:
以下那些轨道是可能的?
①与赤道共面轨道
②通过两极点上空轨道
③与赤道成某一角度的圆轨道
④与某一纬度重合的轨道
⑤与某一经度重合