§6.5宇宙航行12/3/2023嫦娥奔月12/3/2023一、人造衛(wèi)星的發(fā)射原理1、牛頓設(shè)想：拋出速度很大時，物體不會落回地面12/3/2023能使物體繞地球運動的最小速度是多少12/3/2023宇宙速度1、第一宇宙速度：(環(huán)繞速度）

V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7.9km/s2、第二宇宙速度：

(脫離速度)V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第三宇宙速度：（逃逸速度）人造衛(wèi)星衛(wèi)星運動的線速度、角速度、向心加速度和周期：(3)由

得：ω＝

(4)由

得：Ｔ＝可見：衛(wèi)星運動情況(a、V、ω

、T

)是由r

惟一決定(2)由

得：ｖ＝GMmr2=mv2rGMmr2=mω2rGMmr2=m()r２πT2GM4π2r3(1)由

得：a＝

GMmr2=maGMr2記憶口訣：“高軌低速長周期”1234v1>v2=v3>v4T1<T2=T3<T4ω1>ω2=ω3>ω4

人造地球衛(wèi)星的運動規(guī)律概念辨析發(fā)射速度和運行速度1、發(fā)射速度：是指被發(fā)射物在地面附近離開發(fā)射裝置時的速度。2、運行速度：是指衛(wèi)星進入軌道后繞地球做勻速圓周運動的速度。r↗

v↘①宇宙速度均指發(fā)射速度②第一宇宙速度是在地面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是環(huán)繞地球運行的最大速度

兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運行，它們的質(zhì)量不相等，軌道半徑之比r1:r2=1:4,則它們的(1)線速度大小之比v1:v2=(2)周期之比T1:T2=課堂訓(xùn)練“高軌低速長周期”人造衛(wèi)星的軌道極地軌道一般軌道赤道軌道所有衛(wèi)星都在以地心為圓心的軌道上(原因？）平面立體赤道平面人造衛(wèi)星的軌道

地球同步衛(wèi)星1、定義所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的和地球具有相同周期的衛(wèi)星，同步衛(wèi)星必須位于赤道平面內(nèi)，且到地面的高度一定。rvωTa“全部固定”

地球同步衛(wèi)星的運行特征可概括為四個一定①定軌道平面,其運行軌道平面在赤道平面內(nèi)；②定周期,即運行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期（24h）③定高度，即離地面高度一定（h=36000km）④定速度，即運行速度一定（v≈3.1km/s）、同步衛(wèi)星的應(yīng)用：主要用于通信3顆同步衛(wèi)星可實現(xiàn)全球覆蓋所以也叫通信衛(wèi)星12/3/2023六、人造衛(wèi)星的超重和失重1、發(fā)射和回收階段發(fā)射加速上升超重回收減速下降超重2、沿圓軌道正常運行只受重力a=g完全失重與重力有關(guān)的現(xiàn)象全部消失天平彈簧秤測重力液體壓強計·思考：人造衛(wèi)星在低軌道上運行，要想讓其在高軌道上運行，應(yīng)采取什么措施？在低軌道上加速，使其沿橢圓軌道運行，當行至橢圓軌道的遠點處時再次加速，即可使其沿高軌道運行。衛(wèi)星變軌原理1、衛(wèi)星在二軌道相切點萬有引力相同速度—內(nèi)小外大（切點看軌跡）2、衛(wèi)星在橢圓軌道運行近地點---速度大，動能大遠地點---速度小，動能小

1、如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道2運行；最后再次點火將其送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于P點，2、3相切于Q點。當衛(wèi)星分別在1、2、3上正常運行時，以下說法正確的是（）

A、在軌道3上的速率大于1上的速率

B、在軌道3上的角速度小于1上的角速度

C、在軌道2上經(jīng)過Q點時的速率等于在軌道3上經(jīng)過Q點時的速率

D、在軌道1上經(jīng)過P點時的加速度等于在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度QP2·31BD2、如圖是發(fā)射地球同步衛(wèi)星的簡化軌道示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的近地軌道Ⅰ上．在衛(wèi)星經(jīng)過A點時點火實施變軌，進入遠地點為B的橢圓軌道Ⅱ上，最后在B點再次點火，將衛(wèi)星送入同步軌道Ⅲ.已知地球表面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球的半徑為R．求：（1）近地軌道Ⅰ上的速度大??；（2）遠地點B距地面的高度。解：

2.2007年10月24日“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭分離，衛(wèi)星進入繞地軌道。在繞地運行時，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時橢圓軌道①→24小時橢圓軌道②→48小時橢圓軌道③→修正軌道④→地月轉(zhuǎn)移軌道⑤。11月5日11時，當衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點時，再經(jīng)三次變軌：12小時橢圓軌道⑥→3.5小時橢圓軌道⑦→最后進入周期為T的極月圓軌道⑧，如圖所示（）

A.“嫦娥一號”由⑤到⑥需加速、由⑦到⑧需減速

B.發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度

C.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)

D.衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比

E.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力①②③近地變軌軌道修正轉(zhuǎn)移軌道④⑤⑥⑦⑧發(fā)射D

3.2007年10月24日，“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭分離，衛(wèi)星進入繞地軌道。在繞地運行時，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時橢圓軌道①→24小時橢圓軌道②→48小時橢圓軌道③→修正軌道④→地月轉(zhuǎn)移軌道⑤。11月5日11時，當衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點時，再經(jīng)三次變軌：12小時橢圓軌道⑥→3.5小時橢圓軌道⑦→最后進入周期為T的極月圓軌道⑧，如圖所示。若月球半徑為R，試寫出月球表面重力加速度的表達式。①②③近地變軌軌道修正轉(zhuǎn)移軌道④⑤⑥⑦⑧發(fā)射八、對接問題：宇宙飛船與空間站的對接空間站實際上就是一個載有人的人造衛(wèi)星，那么，地球上的人如何到達空間站，空間站上的人又如何返回地面？這些活動都需要通過宇宙飛船來完成，這就存在一個宇宙飛船與空間站對接的問題。思考：能否把宇宙飛船先發(fā)射到空間站的同一軌道上，再通過加速去追上空間站實現(xiàn)對接呢？不行，因為飛船加速后做離心運動會偏離原來的圓軌道而無法與空間站對接。飛船首先在比空間站低的軌道運行，當運行到適當位置時，再加速運行到一個橢圓軌道。通過控制軌道使飛船跟空間站恰好同時運行到兩軌道的相切點，此時飛船適當減速，便可實現(xiàn)對接，如圖示?？臻g站飛船對接方法：例：在太空中有兩飛行器a、b，它們在繞地球的同一圓形軌道上同向運行，a在前b在后，它都配有能沿運動方向向前或向后噴氣的發(fā)動機，現(xiàn)要想b盡快追上a并完成對接，b應(yīng)采取的措施是（）A、沿運動方向噴氣B、先沿運動方向噴氣，后沿運動反方向噴氣C、沿運動反方向噴氣D、先沿運動反方向噴氣，后沿運動方向噴氣B1、回顧航天史世界上第一個想利用火箭飛行的人14世紀九、夢想成真（航空領(lǐng)域重大成就）1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星。1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林乘坐東方一號載人飛船進入太空，實現(xiàn)了人類進入太空的夢想。1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球。

1970年4月24日我國第一顆人造衛(wèi)星升空2、中國的航天成就2003年10月15日神舟五號楊利偉2005年10月12日神舟六號費俊龍聶海勝2007年10月24日嫦娥一號月球探測器發(fā)射成功2008年9月25日神舟七號翟志剛劉伯明景海鵬3、展望未來