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1、人造卫星专题发射回收变轨探究问题一：（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？abc提示：卫星作圆周运动的向心力必须指向地心一.一般人造卫星的知识1.轨道平面与地轴间的夹角可以是任意的.但该平面一定通过地球球心.探究问题二：（1）如图所示，a、b、c三轨道中可以作为卫星轨道的是哪一条？abc（2）这三条轨道中哪一条轨道中的卫星可能和地球自转同步？二.同步卫星1.定义:相对地面静止的,和地球具有相同周期的卫星.。二.同步卫星2.同步卫星的轨道分析同步卫星要定点在赤道上方分析：若同步卫星位于赤道平
2、面外的某一点,则地球对它的万有引力F可分为一个绕地球地轴旋转的向心力F1,和一个使卫星向赤道平面运动的力F2,使卫星向赤道平面运动。FF1F2地轴赤道二.同步卫星3.计算同步卫星高度万有引力提供向心力同步通讯卫星轨道半径：h+R=4.2二.同步卫星4.同步卫星的线速度..解：万有引力提供向心力故=由此解出v=将地球质量M及轨道半径r带入5.几个问题1）、人造卫星为何向东发射？2）、至少几颗卫星才能覆盖整个赤道？为了卫星之间不互相干扰，大约30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
3、种资源。三颗同步卫星反射信号可以覆盖整个赤道三.人造地球卫星中的超重和失重1.发射过程2.回收过程3.进入正常圆轨道三、人造卫星的超重和失重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天平弹簧秤测重力液体压强计注意：无论哪种状态都是视重的变化，其重力不变。四.卫星变轨卫星的变轨问题由万有引力与向心力的大小比较判断得出：F＞mv2/r卫星做近心运动F＜mv2/r卫星做离心运动由于技术上的原因，卫星的发射往往要分几个阶段，经过多次变轨后才能定点于
4、预定的位置。视频v1v2v3v4例如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步轨道上的Q），到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在P点短时间加速后的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在Q点短时间加速后进入同步轨道后的速率为v4。试比较v1、v2、v3、v4的大小，并用小于号将它们排列起来______。v1v2v3v4PQ解答:根据题意有v2>v1,v4
5、>v3而v1、v4是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的线速度，由下式知v1>v4故结论为v2>v1>v4>v3卫星沿椭圆轨道由P→Q运行时，由机械能守恒可知，其重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，因此有v2>v3卫星的回收实际上是卫星发射过程的逆过程1、圆轨道（低）圆轨道（高）（1）低轨道到高轨道：增大速度变轨，（2）高轨道到低轨道：减小速度变轨，PQ1232、椭圆轨道圆轨道（1）远地点处变轨：速度增大进入高轨道。（2）近地点处变轨：速度减小进入低轨道。PQ123飞船变轨【例】发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨
6、道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1,2相切于Q点,轨道2,3相切于P点,如图所示,则当卫星分别在1,2,3轨道上正常运行时,下列说法中正确的是:() A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度BD解：不正确。应为,得⑵请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。解：由，
7、得或由,得启示：注意把握知识间的内在联系，构建知识网络。【例】（2004年广东卷）已知万有引力常量G，地球半径R，月球绕地球运动的轨道半径为r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期T1，地球的自转周期T2，地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：同步卫星绕地球作圆周运动，由,得⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。再见!宇宙航行思考下列问题1.月球也要受到地球引力的作用，为什么月亮不会落到地面上来？2.什么叫做人造地球卫星？3.子弹从枪
8、膛射出，其轨迹如何?4.物体做平抛运动时，飞行的距离与飞行的水平初速度有何关系?5.若抛出物体的水平初速度足够大，物体将会怎样？牛顿人造卫星原理图牛顿的思考与设想：抛出的物体速度v越大时，落地点越远，速度不断增大，将会成为人造卫星牛顿和你们的想法一样，曾依据平抛现象猜想了卫星的发射原理，但他没有看到他的猜想得以实现。牛顿的设想过程法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力法
