6.5.2宇宙航行__精品课件__ppt

6.5.2 宇宙航行

二、人造卫星的运动规律M 地m卫 GM 地 v (1) 由 G m卫 得:v 2 r r r M 地m卫 GM 地 2 (2) 由 G m卫 r得: 2 3 r r 2 3 M 地 m卫 4 r (3) 由 G m卫 2 r得:T 2 2r T2

GM 地

可见：v、ω、T 与 r 为 一 一对应关系

人造地球卫星问题3:卫星的轨道圆心在哪儿？ 所有卫星的轨道圆心都在地心上其他卫星 其他卫星

赤道卫

极地卫星

其他卫星

赤道卫星 赤道卫星

地球同步卫星问题4:你能否 形象的描述它的轨道？

轨道与赤道重合

卫星位于赤道的正上 方的某一高度

1、只能分布在一个确定的赤道轨道上。 2、周期与地球自转的周期相同:T=24h。 3、角速度ω与地球的自转角速度相同。 4、离地面高度:h=36000km。h R 3.6 10 6.4 10 4 3 5.6 倍

5、线速度: v =3.1km/s。特点：定轨道、定周期、定角速度、定高度、定线速度

练习：

求同步卫星离地面高度

设卫星离地面高度为h GM 地 m卫 2 2 由 m卫 ( ) (R 地 h) 2 h (R 地 h) T3

解得h

GM 地T 4 R 地 3.6 10 km 2 4

2

5.6R地

地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h ?

3颗同步卫星可实现全球覆盖

1.同步卫星主要 用于通讯。要 实现全球通讯， 只需三颗同步 卫星即可。

2.为了同步卫星 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。可见， 空间位置也是 一种资源。

问题5:如何发射同步卫星？

比较赤道上的某一点、近地卫星、同步 卫星的T、ω、v、a向

月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较 h=3.8×108m r≈3.8×108m v=1km/s 同 步 卫 星 近 地 卫 星 T=27天

h=3.6×107mr=4.2×107m v=3km/s T=24h

h≈0r=6.4×106m v=7.9km/s

T=84分钟

地球同步卫星1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的 人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地 做匀速圆周运动，它的周期：T=24h 2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一 个确定轨道上 ，即同步卫星轨道平面与地球 赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。

对同步卫星： 其r、 v、ω、T 、g 均为 定值

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。可 见，空间位置也是一种资源。

凡是人造卫星的问题都可从下列关 系去列运动方程，即:

重力=万有引力=向心力

Mm v mg =G 2 m r r式中：r R h

2

g 是高空h处的重力加速度