人造卫星(牛顿发射草图)视频
人造卫星和宇宙速度
④定轨道：轨道离地高度h=36000km ⑤定速度：线速度大小v=3.08km/s
人造卫星的轨道
注意：卫星的轨道平面必须通过地心
一般轨道卫星 通讯卫星（同步卫星）
赤道 卫星
极地卫星
三颗同步卫星反射信号可以覆盖全球
大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的 同步通讯卫星只能有120颗。可见空间位置也是 一种资源。
（三）近地卫星、同步卫星、地球赤道上物体三者比较
h≈0 R=6.4x106m T=24h
赤道上的物体
h=3.6×107m
r=4.2×107m v=3km/s T=24h
同 步 卫 星
近 地 卫 星
h≈0 r=6.4×106m v=7.9km/s T=85分钟
6．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 [ ACD ] 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心的距离都 相等
GM v1 R
6.67 1011 5.981024 6.4 106 7.9km / s
这就是人造地球卫星在地面附近 绕地球做匀速圆周运动所必须具 有的最小发射速度，也是最大的 环绕速度，做第一宇宙速度。
Main Idea
v>7.9km/s
Mm G 2 r
v m r
2
R
卫星在不同轨道的环绕速度
4、甲乙两颗卫星在不同轨道上绕地球作圆 周运动轨道半径分别是R1、R2，且R1＞R2， 确定两颗卫星的运转速度v1、v2，角速度ω1、 ω2，周期T1、T2，向心加速度a1、a2，向心 力F1、F2的大小关系。
人造卫星
1、第一宇宙速度：v=7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动） V3=16.7km/s
2、第二宇宙速度：当物体 的速度大于或等于11.2km/s 时，卫星就会脱离地球的吸 引，不在绕地球运行。我们 把这个速度叫第二宇宙速度。 达到第二宇宙速度的还受到 太阳的引力。
线速度、角速度、
mm v (1)由Ｇ 2 m 得:ｖ r r
2
Gm r
(2)由T ＝2лr/v 得:T∝r3/2 (3)由ω＝2л/T 得: ω∝r-3/2
可见：v、ω 、T 与 r 为 一 一对应关系
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什么是地球同步卫星？
为了卫星之间不互相干扰，大约3° 左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星 只能有120颗。
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长征系列火箭
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问题 地面抛出的物体为什么会落 回地面？
300多年前，牛顿提出设想： 如果没有空气阻力，若水平速度足够快时， 物体就永远不会落到地面上来
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V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
11.2km/s三宇宙速度：如果物体的速度等于或大于 16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳 需要更完整的资源请到 新世纪 系以外的宇宙空间去。这个速度叫第三宇宙速度。 教育网 -
描述卫星 运动的量
发射速度与运行速度：
高中物理：人造卫星
高中物理：人造卫星【知识点的认识】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系1．卫星的各物理量随轨道半径的变化而变化的规律（1）向心力和向心加速度：向心力是由万有引力充当的，即，再根据牛顿第二定律可得，随着轨道半径的增加，卫星的向心力和向心加速度都减小。
（2）线速度v：由得，随着轨道半径的增加，卫星的线速度减小。
（3）角速度ω：由得，随着轨道半径的增加，做匀速圆周运动的卫星的角速度减小。
（4）周期T：由得，随着轨道半径的增加，卫星的周期增大。
注意：上述讨论都是卫星做匀速圆周运动的情况，而非变轨时的情况。
【命题方向】与轨道半径r的关系：常考题型是卫星的v、ω、T、a向如图。
地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。
设e、p、q，的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则（）A．v1＞v2＞v3B．v1＜v2＜v3C．a1＞a2＞a3D．a1＜a3＜a2分析：要比较线速度的大小关系，可根据p和q是万有引力完全提供向心力，解得v＝；而e和q相同的是角速度，根据v＝ωR可以得出结论。
不能比较e和p，因为e所受的万有引力不但提供向心力，而且提供重力。
对于p和q来说有＝ma，可得a＝；根据a＝ω2R比较a1和a3。
解：对于卫星来说根据万有引力提供向心力有解得v＝故卫星的轨道半R径越大，卫星的线速度v越小。
由于近地资源卫星p的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故同步卫星q的线速度v3小于近地资源卫星p的线速度v2，即v3＜v2。
由于同步通信卫星q和赤道上的山丘e的角速度相同，到地心的距离R q＞R e即ωe＝ωq根据v＝ωR可得v1＝ωe R ev2＝ωq R q即v2＞v1故A、B错误。
对于p和q来说有＝ma可得a＝由于R p＜R q则a p＞a q即a2＞a3根据a＝ω2R由于R q＞R e可得a q＞a e即a3＞a1故a2＞a3＞a1故C错误，D正确。
人造卫星
第一宇宙速度的另一表达式
根据地球表面物体的重力近拟于对 物体的万有引力可得:
v gR 9.8 6.4 10 m / s 7.9km / s
6
对第一宇宙速度的理解:
v1
GM R
gR
1.上式对其它天体也适用，R为天体半径, M为天
体质量, g为天体表面的重力加度,G为引力常量.
5． 火星与地球的质量之比为a，半径 之比为b，下列说法正确的是( ABC ) A. 火星表面的第一宇宙速度与地球表 面第一宇宙速度之比为 B. 火星表面的重力加速度与地球表面 的重力加速度之比为 C. 火星表面附近运动的卫星与地球表 面运动的卫星周期之比为 D. 火星和地球的上空运行的卫星 其 的比值为
故:
r V 发 V环
第一宇宙速度v1=7.9km/s是近地卫星 的发射速度和环绕速度,是人造卫星的最小 发射速度最大环绕速度.
如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大 于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的 轨迹是椭圆。
2.第二宇宙速度（脱离速度）
当物体的速度(发射速度)大于或等于 11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再 绕地球运行。我们把这个速度叫第二宇宙速度。 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。
又∵ v
∴
v月卫 v地卫
gR
g月 R月 16 1 2 g地 R地 81 4 9
2 2 v月卫 v地卫 7.9km/ s 1.76 km/ s 9 9 2R 又∵ T v T月卫 R月 v地卫 1 9 9 ∴ T地卫 R地 v月卫 4 2 8
⑶.根据
G
Mm 2 m r 2 r T
人造卫星的分类及主要用途
人造卫星的分类及重要用处自从牛顿发明万有引力定律,并假想在高山上程度抛出物体,当速度大到必定程度时,物体就不会落回地面,成为一颗人造卫星,300多年曩昔后,他的这一理论得到了证实,在地球上方发射了各类各样的人造卫星.一.人造卫星的分类.1.按用处分：科学探测和研讨的科学卫星,包含空间物理探测卫星和天文卫星等;实验卫星,包含进行航天新技巧实验或者是为运用类卫星进行实验的卫星;运用卫星,包含通讯卫星.气候卫星.地球资本卫星.侦查卫星.导航卫星等,2.按轨道的高下分：低轨道.中高轨道.地球同步轨道.地球静止轨道.太阳同步轨道.大椭圆轨道和极地轨道７大类.3.按运行轨道划分：顺行轨道：顺行轨道的特色是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度.卫星地面较近,高度仅为数百公里,故又将其称为近地轨道.我国用长征一.二号.风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技巧实验卫星,17颗返回式遥感卫星,神州号实验飞船,都是用顺行轨道.逆行轨道：逆行轨道的特点是轨道倾角大于90度.欲把卫星送入这种轨道运行,运载火箭须要朝西南偏向发射.不但无法运用地球自转的部分速度,并且还要支付额外能量战胜地球自转.是以,除了太阳同步轨道外,一般都晦气用这类轨道.赤道轨道：赤道轨道的特色是轨道倾角为0度,卫星在赤道上空运行.这种轨道有很多条,但个中的一条地球静止同步轨道具有特别的重要地位.世界上重要的通讯卫星都散布在这条轨道上.我国用长征三号火箭先后发射了1颗实验卫星.5颗东方红二号系列通讯卫星.2颗风云二号气候卫星.用长征三号甲火箭发射了1颗实践四号探测卫星.2两颗东方红三号通讯卫星.1颗中星22号通讯卫星都在这一轨道上.极地轨道：就卫星轨道类型来说,还有一种轨道倾角为90度的极地轨道.它是因轨道平面经由过程地球南北南北极而得名.在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空.我国长征二号丙改良型火箭以1箭双星的方法6次从太原腾飞,把12颗美国铱星送入太空,就属于这种发射方法.二.重要用处.1.通讯卫星,通讯卫星的种类有许多,按轨道分由静止轨道通讯卫星,非静止轨道通讯卫星;第3颗地球同步卫星实现全球通讯以来,我们可以在家中观赏到出色的现场直播跟踪与数据中止卫星海事卫星和军用通讯卫星等.2.导航全球定位体系“全球定位体系”又称“导航”是一个由24颗卫星构成的星座,它可以对地球上任何地点进行准肯定位.用户可用一个很小很小的吸收器吸收到4颗GPS卫星上的旌旗灯号并盘算出地位数据,军用程度距离和高度精度均为5米,平易近用平均为15米3.全球导航卫星体系：前苏联／俄罗斯开辟的军用全球卫星导航体系和定位体系,其感化和美国的到航星全球定位体系雷同.4.气候卫星;气候卫星可分为太阳同步轨道气候卫星和地球静止轨道气候卫星.太阳同步轨道气候卫星天天对地球概况巡视两遍.可以获得全球气候数据.地球静止轨道气候卫星可以对全球1／3的地区持续进行气候不雅测,及时将气候材料传回地面.5.资本卫星：资本卫星是勘测和研讨地球资本的卫星,它能看破地层发明人们肉眼看不到的地下宝藏,汗青事迹,地层构造,能普查农作物,丛林,海洋,空气等资本.能预告和辨别农作物的收成,考核和预告各类天然灾祸.6.返回式遥感卫星：返回式卫星是低轨道卫星,主如果三大用处：一时对地不雅测,获取遥感信息;二是进行微重力实验;三是为载人航作返回的技巧储备.7.侦查卫星：侦查卫星是用于汇集和截获军事谍报的人造地球卫星,卫星侦查的长处,是侦查规模广,速度快,可不受国界线制按期或持续地监督某个地区,对于加强国度的军事实力和分解国力具有重要意义.侦查卫星按照所履行的义务和所采取的侦查手腕来加以差别,一般分为拍照侦查卫星,电子侦查卫星,还海洋监督卫星和预保镳星。
人造卫星变轨速度分析ppt课件
ω
m1
O r1
r2
m2
（一）、要明确双星中两颗子星做匀速 圆周运动的向心力来源
• 双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速 圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引 力提供。由于力的作用是相互的，所以两 子星做圆周运动的向心力大小是相等的， 利用万有引力定律可以求得其大小。
（二）、要明确双星中两颗子星匀速圆 周运动的运动参量的关系
一、地球同步卫星
1、什么是地球同步卫星
指在轨道上跟地球自转同步，相对地面静止的 卫星，因此也叫静止轨道卫星，这一类卫星通 常用作传递通讯信号，所以也叫通讯卫星。
2、地球同步卫星的特点
（1）绕行方向与地球自转方向相同 （2）绕行周期与地球自转周期相同T=24h ,角速度也相同 （3）卫星轨道必须定点在赤道的正上方，轨道平面与赤 道平面重合，距地面高度h＝36000km （4）所有同步卫星的运动参数都相同，有唯一确定的值
M1
v12 r1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M1r112
M :2
G M1M2 L2
M2
v22 r2
M 2r222
ω1 M1 r1
M2 r2
Lω2
结论
1.周期相同： T1=T2 • 2.角速度相同：ω1 =ω2 • 3.向心力相同：Fn1=Fn2 • 4.轨道半径与质量成反比：r1：r2=m2：m1 • 5.线速度与质量成相反：V1:V2=m2:m1
【例题1】两颗靠得很近的天体称为双星，它们 都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至 于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确 的是：
• A、它们做圆周运动的角速度之比与其质量 成反比。
• B、它们做圆周运动的线速度之比与其质量 成反比。
人造卫星
卫星是一种在地球轨道上绕行的人造物体，由航天器和其他相关设备组成。
它们被用于通讯、导航、气象、地球观测等许多领域，是现代社会不可或缺的重要技术。
本文将详细介绍卫星的基本原理、类型、应用及发展前景。
一、卫星的基本原理卫星的轨道运行依赖于牛顿的引力定律，即万有引力。
由于地球具有重力，任何物体都会受到地球的引力作用，当物体在足够高的高度上运动时，地球的引力与物体的向心力相等，使物体能够保持固定的轨道运行。
卫星的速度和高度是卫星轨道的关键因素。
卫星需要具有足够的速度，以克服地球的引力，并在足够高的高度上绕行，以保持固定的轨道。
二、卫星的类型卫星可以根据不同的分类标准进行分类。
以下是常见的卫星分类方式：1.应用领域：通信卫星、气象卫星、导航卫星、地球观测卫星、军用卫星等。
2.轨道类型：地球同步轨道卫星、极地轨道卫星、太阳同步轨道卫星、低轨道卫星等。
3.发射方式：宇航员手推式卫星、发射车载式卫星、空投式卫星等。
4.功能特点：静止卫星、中继卫星、实验卫星等。
5.使用场景：地面接收卫星、空中接收卫星、船上接收卫星等。
三、卫星的应用1.通讯卫星通讯卫星是最常见的卫星类型之一。
它们被用于电视、电话、互联网和无线电通讯等领域。
这些卫星通过中继器，将信号从一个地方发送到另一个地方。
通讯卫星可以是地球同步轨道卫星或低轨道卫星。
2.气象卫星气象卫星被用于收集和传输地球的气象数据，包括云层、大气温度、降雨和风速等信息。
这些数据可用于预测天气、制定灾害预警和气候变化研究。
3.导航卫星导航卫星系统是一种基于卫星定位的导航系统。
最著名的导航卫星系统是美国的GPS（全球定位系统），但也有其他国家和组织开发了自己的导航卫星系统。
这些系统使用多颗卫星组成一个网络，通过对卫星发出的信号进行测量，可以确定用户的位置和速度。
4.地球观测卫星地球观测卫星可以通过不同的传感器测量地球的各种参数，包括气候、大气、海洋和陆地等。
这些数据可用于地质勘探、自然灾害预测和环境监测等领域。