宇宙航天解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,宇宙航天解析,一第一宇宙速度环绕速度v1=7.9km/s,1.定义：,在,地面上发射,物体，使之能在,地面附近,绕地球做,匀速,圆周运动,所必需的,最小发射速度,.,2.大小：,3.特点：,最小的发射速度，最大的环绕速度.,4.两种求法：在地球附近，即轨道半径r,R,地面附近和近地点不同,二第二宇宙速度脱离速度v2,1.定义：,在地球外表发射物体，使之可以脱离地球的引力作用，,成为绕太阳运行的人造卫星所必需的最小发射速度.,2.大小：,v=11.2km/s,不要求推导,三第三宇宙速度逃逸速度v3,1.定义：,在地球外表发射物体，使之可以脱离太阳的引力作用，,飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度.,2.大小：,v=16.7km/s,不要求推导,v=v,1,绕地球匀速,圆周运动,v,1,vv,2,飞离地球绕太阳运行,vv,3,脱离太阳引力,例1.地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，那么航天器在火星外表附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(),A.3.5km/s B.5.0km/s C.17.7km/sD.,2(单项选择)随着“神舟十号与“天宫一号成功“牵手及“嫦娥系列月球卫星技术的成熟，我国将于2021年前发射月球登陆器，采集月球外表的一些样本后返回地球，为中国人登陆月球积累实验数据月球登陆器返回时，先由月球外表发射后绕月球在近月圆轨道上飞行，经轨道调整后与停留在较高轨道的轨道舱对接，对接完成后再经加速脱离月球飞回地球，以下关于此过程的描绘中正确的选项是(),宇宙速度,A,.,登陆器在近月圆轨道上运行的速度必须,大于,月球第一宇宙速度,B,.,登陆器与轨道舱对接后,运行周期,小于对接前登陆器的运行周期,C登陆器与轨道舱对接后必须加速到等于或大于月球第二宇宙速度才可以,返回地球,D登陆器与轨道舱,对接时登陆器的速度,大于其在近月轨道上的运行速度,注释：,1.第一宇宙速度是人造卫星的最大环绕速度，是最小的发射速度.,2.环绕速度是人造卫星做匀速圆周的环绕速度，不同于发射速度.,1.概念：,当物体的速度足够大时，它将围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的人造卫星.,轨道,由于卫星绕地球匀速圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供的，因此卫星,匀速圆周运动的轨道圆心必须与地心重合.,轨道可分为：,赤道轨道,-与赤道共面，在赤道上空,极地轨道,-通过两极点上空,其他轨道,-与赤道平面成某一角度,的圆轨道.,其他轨道,极地轨道,赤道轨道,3.运行规律：,三.地球同步卫星通信卫星,1.概念：,相对于地面静止，且与地球自转周期一样的卫星。,2.特点：“六一定,1运行方向一定：,与地球自转方向一样.,2运行周期一定：,与地球自转周期一样，T=24h.,3运行角速度一定：,与地球自转角速度一样.,4轨道平面一定：,与赤道平面共面，与赤道是同心圆.,5高度一定：,10,4,km,.,6环绕速率一定：,地球同步卫星的特点,总结,航天器正常匀速圆周运行时，由于莫种原因当其速度增大或减小时，做离心或近心运动.,考虑：人造卫星在低轨道上运行，,要想让其在高轨道上运行，,应采取什么措施？,在低轨道上加速，使其沿椭圆轨道运行，当行至椭圆轨道的远点处时再次加速，即可使其沿高轨道行。,V,1,V,2,V,Q,V,3,变轨问题的处理,1.稳定圆周运动的分析,当F万刚好提供卫星圆周运动的向心力,所以v,1,v,3,.,由P到Q，F,万,与v成钝角，v减小；由Q到P，F,万,与v成锐角，v减小.,所以P点,椭圆轨道,上的速度v,2,v,Q,.,1,2,3,p,Q,v,F,万,V,1,V,2,V,3,v,F,万,1,2,3,p,Q,v,F,引,1,2,1、如以下图，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，以下说法正确的选项是 ,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,1.如以下图为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球的同步卫星C的运动示意图，假设它们的运动都可视为匀速圆周运动，那么比较三个物体的运动情况，以下判断正确的选项是 ,A三者的周期关系为TBTC=TA,B三者向心加速度大小关系为aAaBaC,C三者角速度的大小关系为A=B=C,D三者线速度的大小关系为VAVBVC,分析：,1.明确各物体向心力的来源，向心力的来源不同，遵循的规律不同.,2.同步卫星是比较,赤道上的物体,和,环绕天体,的桥梁.,A,C,B,A,C,B,A,图1,图,2,透析卫星“追赶问题,两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动，a卫星的角速度为a，b卫星的角速度为b，假设某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近(如图1所示).,当它们转过的角度之差，即满足atbt时，两卫星第一次相距最远，如图2所示. 当它们转过的角度之差2，即满足atbt2时，两卫星再次相距最近.,经过一定的时间，两星又会相距最远和最近,.,1.,两星相距最远的条件：,a,t,b,t,(2,n,1),(,n,0,1,2,，,),2.,两星相距最近的条件：,a,t,b,t,2,n,(,n,1,2,3,),反向时两式：减号变加号,1.,如图,是在同一平面不同轨道上同向运行的两颗人造地球卫星,.,设它们运行的周期分别是,T,1,、T,2,(T,1,T,2,),，且某时刻两卫星相距最近,.,问：,(1),两卫星,再次,相距最近的时间是多少？,(2),两卫星相距,最远,的时间是多少,？,解析：,(1),依题意，,T,1,F3B.a1a2ga3 C.v1v2vv3 D.132,D,6.(单项选择)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球外表一起转动，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如以下图，那么有(),Aa的向心加速度等于重力加速度g,Bb在一样时间内转过的弧长最长,Cc在4h内转过的圆心角是/6,Dd的运动周期有可能是20小时,B,7.(上海卷，9).小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动那么经过足够长的时间后，小行星运动的(),运动参量的变化考察,9.如以下图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，那么(),A该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，小于,B卫星在同步轨道,C在轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度,D卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道,ACD,变轨运动,其他情况一般不计自转影响，均有：,反思：1.考虑星体自转影响伴有“随星体转动、“赤道上重力加速度g1，极地重力加速度g2、“自转周期T、“星体解体等字眼.,对应方程：,2.求解星体“解体”、“星体表面上物体飘逸”问题,（1）求解位置：在星体赤道处（r越大，临界,0,越小，越易脱离.,（2）方程：,（3）最大角速度的条件：N=0,谢谢大家！,结 语,