例2.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星,关于同
步卫星的说法中正确的是(D )
A.它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按 需要选择不同值 B.它可以在地面上任一点的正上方,但离地距离是一定的 C.它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择 不同值 D.它只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的
9.人造卫星的超重和失重 人教版高中物理必修二6.5宇宙航行(共33张PPT) (1)发射和回收阶段
发射 加速上升
超重
回收 减速下降
超重
(2)沿圆轨道正常运行
只受重力
a=g
完全失重
与重力有关的现象全部消失
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天平 弹簧秤测重力
液体压强计
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例1.关于地球同步卫星,下列说法正确的是（ AC ） A.它的运行速度小于7.9km/s B.它的运行速度大7.9km/s C.它的周期是24h,且轨道平面于赤道平面重 D.每一个地球同步卫星离开地面的高度是不同的
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例3.如图所示,有A、B两个卫星绕地球做圆周运动,旋转方
向相同,A卫星的周期为T1,B卫星的周期为T2,在某一时刻 两卫星第一次相遇(即两卫星距离最近)
3.同步卫星应用:卫星通信、广播,天气预报、导航、地球 资源探测、育种、军事应用等
4.同步卫星高度固定不变
Mm m 4 2 R h h 3 GMT 2 R 3.6 104 km
R h2
T2
4 2
线速度：v 2r 2 3.14 4.237 107 m / s 3.1km/ s
T
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卫星变轨原理V mA NhomakorabeaF引Mm F引 G r 2
F引＜F向 F引＞F向
F引 F向
F向
m
v2 r
M
在A点万有引力相同
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m( 2
T
)2R h
an1 an3 an2
8.近地卫星、同步卫星、月球三者比较 (1)谁周期长? (2)谁角速度大? (3)谁轨道半径大?
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求:1.多少时间后两卫星第二次相遇?
2.多少时间后两卫星第一次相距最远?
2
T1
t
2
T2
t
2
t
T1T2
2T2 T1
2
T1
t
2
T2
t
t
T1T2
T2 T1
m1
v2
Q
m2
3.神六变轨:神六飞船入轨后先是在近
地点200公里,远地点350公里的椭圆 v3
轨道上运行,然后变轨到距地面343公
里的圆形轨道.比较v1、v2、v3的大小?
第三宇宙速度（逃逸速 度）v3 16.7Km / s
一.地球同步卫星
人类在宇宙发射了多种多样的人 造卫星,其中有一种特别的卫星称 为地球同步卫星(常用做通讯卫星)
1.地球同步卫星:相对于地面静止 且与地球自转具有相同周期的卫 星叫地球同步卫星。
2.同步卫星特点(1)在赤道平面内 (2)周期一定T=24h(3)高度一定 所有同步卫星只能分布在赤道上 方一个确定轨道上,定高度、定周 期、定速率、定角速度、定轨道
6.5宇宙航行(第2课时)
知识回顾
卫星环绕地球做匀速圆周 v 运动的线速度
GM r
F万＝F向
人
造 卫 星
第（ 一环 宇绕
推导 F万 F向 v
GM R
宇 宙 速 度
宇宙速度
宙速
速度
卫星绕地球运
度）
v1 7.9Km / s
的最大速度 发射卫星的最小
速度
第二宇宙速度（脱离速度）v2 11.2Km/ s
同 步 卫 星 h=3.6×107m r=4.2×107m v=3km/s T=24h
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月球
h=3.8×108m r≈3.8×108m v=1km/s
T=27天
近
地
卫
h≈0
星
r=6.4×106m
v=7.9km/s
T=84分钟
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7.赤道上随地球自转的物体,近地卫星,同步卫星都绕地心
F运1 动 m,但an是1 万m有( 2T引 )力2 R(an)3有.38什么10区2 N别？
F2
man2
G
Mm R2
9.7 1012 N
F3
ma n3
G
Mm
R h2
P v1
v1__>__v2 人 教 版 高 中 物理必 修二 6 . 5宇宙 航行 ( 共 33张 PPT)
v2__<__v3 v1__>__v3
v1>v3>v2
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二.卫星变轨
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地球赤道上的 物体 R地
24h
V=ωR地
ma=mω2R =GMm/R地2=mg
a同/a物 =r同/ R =6.6/1
近地卫星 R地
85分钟（1.4h）
GM v
r近
ma= GMm/r近2
a同/a近 ＝r近 2/r同2 =1/(6.6)2
同步卫星 6.6R地
24h
v
GM r同
r同
ma=mω2r ＝GMm/r同2
24 3600
角速度： 2 2 3.14 rad / s 7.3105 rad / s
T 24 3600
5.同步卫星的个数: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.
注:凡是人造卫星的问题都可从万有引力=向心力去
列运动方程,即:
Fn
G
Mm r2
man
m
v2
r
m2
r
m
4 2
T2
r
mv
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6.注意区别:地球赤道上的物体,近地卫星,同步卫星
运行半 径r
运行周 期T
线速度 的计算
向心加 速度的 计算 向心加 速度之 比
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