中心力場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ppt課件

1、10.2 中心力場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律質(zhì)點(diǎn)在中心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在中心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)量矩是守恒的。量矩是守恒的。 常數(shù)HrVr2質(zhì)點(diǎn)在中心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，能質(zhì)點(diǎn)在中心力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量是守恒的。量是守恒的。 212EVEr 常數(shù)圖10.9 中心力場(chǎng)中質(zhì)點(diǎn)P的速度o地球VrererVr PrV飛行軌道aabblFrArarpe1e=10e1地球e=0開(kāi)普勒第一定律：一切行星都以太陽(yáng)為焦點(diǎn)的橢圓軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)。開(kāi)普勒三定律 在dt時(shí)間內(nèi)，矢量r掃過(guò)的面積為：212dAr d從而：HdtdrdtdA21212FPVrdr d圖10.12 dt時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積開(kāi)普勒第二定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)矢量r掃過(guò)的面積為常數(shù)

2、。2AabTdAHdt對(duì)橢圓軌道來(lái)講，其面積為ab,那么軌道周期為：EHl開(kāi)普勒第三定律：軌道周期與軌道長(zhǎng)半軸的二分之三次方成正比。322ETa10.3 三個(gè)宇宙速度和地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度第一宇宙速度第一宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度第三宇宙速度地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度環(huán)繞速度和軌道周期環(huán)繞速度和軌道周期定義：忽略大氣阻力的情況下，一個(gè)物體沿地球外表飛行的速度。r=R, e=0, =0，222/1cos1cos1cosEEr vHlreee由可以得到:17.905km/sEvvR第一宇宙速度第一宇宙速度Rv1地球第一宇宙速度第一宇宙速度定義：在地球外表

3、上發(fā)射空間飛行器，使它脫離 地球引力場(chǎng)所需求的最小速度。由于 r=R, e=1, =0，所以e=1v2R地球222/1cos1cos1cosEEr vHlreee212211.18km /sEvvR第二宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度：地球上發(fā)射一個(gè)空間飛行器，使它脫離第三宇宙速度：地球上發(fā)射一個(gè)空間飛行器，使它脫離 太陽(yáng)引力場(chǎng)所需求的最小速度。太陽(yáng)引力場(chǎng)所需求的最小速度。232 /216.65km /sESEvvR1. 求從地球軌道上脫離太陽(yáng)引力場(chǎng)所需的求從地球軌道上脫離太陽(yáng)引力場(chǎng)所需的 最小速度最小速度vs22. 求地球公轉(zhuǎn)速度求地球公轉(zhuǎn)速度vE3. 求航天器脫離太

4、陽(yáng)引力場(chǎng)，相對(duì)地球需求求航天器脫離太陽(yáng)引力場(chǎng)，相對(duì)地球需求 添加的速度添加的速度vS2/E地球太陽(yáng)22SSSvR2232/22SEEvvR由能量方程：地球靜止軌道衛(wèi)星：衛(wèi)星的周期與地球自地球靜止軌道衛(wèi)星：衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期一樣，衛(wèi)星的軌道為赤道上空的圓轉(zhuǎn)周期一樣，衛(wèi)星的軌道為赤道上空的圓軌道。軌道。地球r4R地球靜止軌道衛(wèi)星v4c324224 3600ETr442CrvT2244422CEEvvRr24444()210.77km/s2CEvrRvRr地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射速度軌道高度35786km環(huán)繞速度Vc :離地面h高的圓軌道上的飛行速度。由于是圓軌道e=0。1

5、coslre22()cERh vRh111/cvvh R322ETa23)1 (223RhRTE軌道周期T10.4 軌道根數(shù)定義：確定衛(wèi)星的空間位置所需求的參數(shù)。確定軌道平面的位置 升交點(diǎn)赤經(jīng) 、軌道傾角i 確定軌道外形 半長(zhǎng)軸 a、 偏心率e 確定軌道在軌道面內(nèi)的位置 近地點(diǎn)角距確定衛(wèi)星在軌道上的位置 真近點(diǎn)角圖10.4 軌道根數(shù)軌道分類0i900i90i90i赤道軌道，衛(wèi)星軌道在赤道平面內(nèi)，地球同步軌道衛(wèi)星的軌道屬于這種軌道。順行軌道，多數(shù)衛(wèi)星采用這種軌道，由于它利用地球自轉(zhuǎn)速度，從而節(jié)省發(fā)射需求的能量。極軌道，在極軌道上，衛(wèi)星可以觀測(cè)整個(gè)地球，因此地球資源衛(wèi)星、全球偵查衛(wèi)星采用這種軌道。

6、逆行軌道，由于地球自轉(zhuǎn)速度起負(fù)作用，發(fā)射需求的能量添加，因此普通不采用這種軌道。軌道控制的含義1.軌道修正 受月球、太陽(yáng)、行星的引力，太陽(yáng)風(fēng)和輻射壓力，微薄大氣阻力等干擾力的作用，使航天器偏離預(yù)定軌道。2.變軌 某些義務(wù)的需求，如前往、交會(huì)對(duì)接軌道控制的分類1. 1. 軌道面內(nèi)軌道控制軌道面內(nèi)軌道控制 2. 2. 軌道面的控制軌道面的控制軌道控制的實(shí)現(xiàn) 軌道控制是經(jīng)過(guò)調(diào)理火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推力方向 和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)任務(wù)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。10.5軌道控制軌道面內(nèi)軌道控制 航天器的原軌道和目的軌道在同一平面內(nèi)時(shí)，改動(dòng)航天器的飛行速度的大小和方向，由原軌道轉(zhuǎn)移到目的軌道，稱同軌道面內(nèi)的軌道控制。ab地球原軌道目的軌

7、道轉(zhuǎn)移軌道霍曼軌道轉(zhuǎn)移霍曼軌道轉(zhuǎn)移軌道面的控制 當(dāng)原飛行軌道和目的軌道 不在一個(gè)平面內(nèi) 時(shí)，那么需求控制軌道面。 軌道面的控制是在圓軌道和目的軌道的交點(diǎn)上，給空間飛行器加此點(diǎn)上 目的軌道速度和原軌道速度差值 而到達(dá)目的?？刂魄翱刂坪?aV2aVaVa原軌道目的軌道圖10.16 軌道面控制 如空間站發(fā)射到其軌道上，過(guò)一段時(shí)間需求給空間站乘員送食品等補(bǔ)給品和空間站需求的燃料等其他補(bǔ)給品，同時(shí)需求把空間站里實(shí)驗(yàn)過(guò)的東西等帶回地面。普通用飛船或航天飛機(jī)執(zhí)行此義務(wù)，為此空間站和飛船或航天飛機(jī)交會(huì)對(duì)接才行。兩個(gè)空間飛行器，在空間某一點(diǎn)上會(huì)合兩個(gè)空間飛行器，在空間某一點(diǎn)上會(huì)合 叫做交會(huì)；叫做交會(huì)；兩個(gè)空間飛行器銜接成一體兩個(gè)空間飛行器銜接成一體 叫做對(duì)接。叫做對(duì)接。為了對(duì)接需求先交會(huì)。為了對(duì)接需求先交會(huì)。三種交會(huì)方法：三種交會(huì)