7.4.3 宇宙航行 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

宇宙航行 第三节 知识点：（学什么？） 1、宇宙速度 2、人造卫星的运行轨道与运行规律 3、近地卫星、同步卫星、赤道上的物体 考点：(考什么？） 1、对宇宙速度的理解与计算 2、同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较 3、卫星变轨与飞船对接（高考常考、难点） 知识清单 卫星变轨 课堂引入 卫星能不能像第一幅图那样从地球直奔月球呢？ 嫦娥奔月 庆威物理 卫星变轨 探月卫星 本节要点 1、卫星变轨原理与实质 2、卫星变轨的过程 3、变轨点速度、周期、加速度的关系 要点概述 快做笔记！ 卫星变轨 做笔记！！！ 庆威物理 卫星变轨 1、卫星变轨原理与实质 卫星变轨原理：万有引力提供向心力（供需关系） 卫星变轨的实质：离心运动、近心运动 V F引 F引＜F向 F引＞F向 卫星变轨原理与实质 M m A点速度—内小外大（在A点看轨迹） 在A点万有引力相同 A F引=F向 离心运动 近心运动 匀速圆周运动 卫星变轨的过程 卫星变轨有两类： 低轨道→高轨道（两次加速） 高轨道→低轨道（两次减速） A B 快做笔记！ v1 v2 v3 v4 v2>v1 v4>v3 v1>v4 结果：v2>v1>v4>v3 v2>v3 点火加速： 在椭圆轨道上运行: 第一次变轨： 第二次变轨： 点火加速： 在圆轨道上稳定运行： 低轨道→高轨道（两次加速） 课下抄在笔记本上 v F引 1 2 R 卫星在圆轨道运行速度V1 V2 θ＞900 减小 卫星变轨的过程 v3 v2>v3 以7.9Km/s速度绕地表运行 在该处点火加速,使速度V>7.9Km/s卫星进入椭圆轨道 由P到Q速度变小机械能守恒 在该处再次点火加速, 但以v<7.9Km/s进入预定轨道. P Q 高轨道卫星的发射过程 12 向高轨卫星的发射 第一次加速 第二次加速 卫星的回收 1 2 3 P Q 1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道 O 1 轨道的Q点，点火加速，到达 2 轨道； 2 轨道的P点，再点火加速，到达 3 轨道； 2 椭圆轨道： 1、3 圆轨道： 综上： 变轨点 变轨点 开普勒第二定律 比较速度关系 离心运动： 变轨点速度、周期、加速度的关系 1 2 3 P Q O 变轨点 变轨点 开普勒第三定律： 比较周期关系 椭圆轨道： 圆轨道： （比较半径） （比较半长轴） 综上： 1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道 变轨点速度、周期、加速度的关系 1 2 3 P Q O 变轨点 变轨点 比较加速度关系 1、3 圆轨道： 1、2 轨道的Q为同一个点： 2、3 轨道的P为同一个点： 综上： 1 是圆轨道，2 是椭圆轨道，3 是圆轨道 变轨点速度、周期、加速度的关系 17 1、如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行；最后再次点火将其送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，2、3相切于Q点。当卫星分别在1、2、3上正常运行时，以下说法正确的是（ ） A、在轨道3上的速率大 于1上的速率 B、在轨道3上的角速度 小于1上的角速度 C、在轨道2上经过Q点时 的速率等于在轨道3上经过Q点时的速率 D、在轨道1上经过P点时的加速度等于在轨道2上 经过P点时的加速度 Q P 2 · 3 1 BD A.在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小 B.在Q点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现(不计“嫦娥三号”的质量变化) C.在b轨道上，卫星在P点的速度比在R点的速度大 D.“嫦娥三号”在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等 例题：(多选)“嫦娥三号”卫星从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示．关于“嫦娥三号”的说法正确的是(　 　) CD 飞船对接 飞船对接问题： ①：低轨道与高轨道对接 方法：合理加速 ②：同一轨道对接 方法：先减速降低高度，再加速提升高度 飞船对接 快做笔记！ 可不可以从高轨道减速向低轨道对接？→不能，十分困难，不易控制 例题：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，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是： ( ) A．飞船加速直到追上 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．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接 B 制作人：方朝阳 $