万有引力与航天复习课件

万有引力与航天知识复习什么是万有引力苹果落地月球绕地球星系相互吸引苹果从树上掉落，这是生活中常见的现象月球绕地球运行，这同样是由地球的引力宇宙中，星系之间也存在引力，它们相互，它是由地球的引力引起的引起的吸引，形成星系团万有引力作用的表现形式万有引力是自然界中最基本的一种相互作用力它不仅使苹果从树上落下，也使地球绕太阳运行，以及潮汐的涨落万有引力作用表现形式多样，主要包括•物体间的相互吸引•天体的运动•潮汐现象牛顿万有引力定律万有引力定律的提出公式表达12牛顿通过苹果落地现象思考地任何两个物体之间都存在相互球对苹果的吸引力，进而提出吸引的力，该力的大小与它们万有引力定律的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比应用范围3万有引力定律适用于宇宙中所有物体之间的引力作用，包括行星、恒星、星系等万有引力常数的测量方法卡文迪许扭秤实验英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置，测量了两个铅球之间的微弱引力，从而计算出万有引力常数12现代精确测量随着科技的进步，现代科学家通过更精确的仪器和方法，不断提高万有引力常数的测量精度人工卫星的运动规律万有引力1地球对卫星的引力是卫星绕地球做圆周运动的向心力角速度2卫星的角速度由轨道半径和周期决定线速度3卫星的线速度由轨道半径和角速度决定地球卫星的轨道周期24小时地球同步卫星轨道周期为24小时90分钟近地轨道卫星周期约为90分钟1年地球绕太阳公转周期为1年开普勒三大定律第一定律第二定律行星绕太阳运行的轨道是椭圆形行星在轨道上运动时，行星和太，太阳位于椭圆的一个焦点上阳的连线在相等时间内扫过的面积相等第三定律行星轨道周期的平方与轨道半长轴的立方成正比卫星的重要应用通信导航遥感气象卫星通信可以覆盖广阔的区全球卫星导航系统（GNSS）卫星遥感可以收集地球表面气象卫星可以监测天气状况域，为偏远地区提供通信服利用卫星信号提供精确的位的数据，用于环境监测、资、预测台风路径，为气象预务，并支持全球通信网络置和时间信息，广泛应用于源勘探、灾害预警等方面报和防灾减灾提供重要信息交通、导航、测绘等领域航天器的发射与推进发射1将航天器送入预定轨道推进2在轨运行中的动力动力系统3提供推力，克服地球引力航天器的常见类型卫星:用于通信、导航、气象运载火箭:用于发射卫星、探载人飞船:用于载人航天飞行探测器:用于探测太阳系内行监测等测器等，进行科学研究和空间探索星、彗星、小行星等天体火箭的工作原理燃烧推进火箭发动机燃烧燃料，产生高温高压气体，通过喷口高速喷出，产生反作用力，推动火箭向上运动多级推进大型火箭通常采用多级推进系统，每级火箭完成任务后分离，减轻重量，提高效率轨道控制火箭通过姿态控制系统调整方向，确保飞行轨迹和速度符合要求火箭的主要组成部分发动机燃料箱提供推力，推动火箭升空储存推进剂，为发动机提供能量结构控制系统支撑火箭主体，保护内部设备控制火箭的飞行方向和姿态航天器的保温和热防护航天器在太空中面临着极端温度变化，从酷热的阳光照射到寒冷的宇宙空间为了保证航天器和宇航员的安全，需要采取特殊的保温和热防护措施保温材料通常采用多层隔热材料，如真空绝热层、气凝胶等，以减少热量传导和对流热防护材料则用来抵御高温，例如烧蚀材料和热防护涂层，在高温环境下会发生化学反应或物理变化，吸收热量，从而保护航天器航天器的控制和导航姿态控制轨道控制12控制航天器在轨道上的方向和调整航天器轨道参数，使其按姿态，保证太阳能电池板始终照预定的轨迹运行，完成任务朝向太阳，天线指向地面目标导航系统3确定航天器在空间中的位置和速度，并根据指令进行轨道修正和姿态调整航天器的能源供给太阳能核能化学能利用太阳能电池板将太阳光转化为电能，利用核反应堆产生的热能转化为电能，适利用化学电池储存能量，为短时间或紧急是大多数航天器主要的能量来源用于长时间的太空任务情况提供电力航天医学的研究内容人体生理变化心理适应性研究失重、辐射、昼夜节律变化探索宇航员在长期太空飞行中的等航天环境对人体生理机能的影心理适应能力，研究心理压力、响，例如骨质疏松、肌肉萎缩、孤独感、睡眠障碍等问题，并开心血管功能变化等发应对策略医学保障技术生命支持系统研发适用于航天环境的医疗器械研究设计能够提供宇航员生存所、诊断技术和治疗方法，确保宇需的氧气、水、食物、温度等环航员在太空中的健康和安全境条件的生命支持系统航天环境对人体的影响航天环境是一个极端环境，对人体会产生各种影响，包括失重、辐射、心理压力等失重会导致骨质疏松、肌肉萎缩、心血管功能下降等问题辐射会增加患癌风险，也会损害免疫系统心理压力会影响睡眠、情绪和认知功能航天食品和生活用品营养和安全便携性和易用性种类和口味航天食品需要满足宇航员在太空环境中航天食品需要易于储存、运输和食用，航天食品的种类丰富，包括罐头、冷冻的营养需求，并确保食品安全并能够在失重环境下保持稳定性干燥食品、速食等，并不断改进口味和口感航天遥感技术的应用资源勘探通过卫星对地球表面进行观测，可以获取矿产、水资源、森林等资源分布的信息，为资源开发利用提供重要的参考依据气象预报卫星可以观测云层、降雨、气温等气象要素，为气象预报提供重要数据，提高天气预报的准确率地图测绘卫星遥感可以获取地球表面的图像，用于制作地图、绘制地形、进行城市规划等航天通信技术的发展早期技术现代技术未来展望早期的航天通信技术主要依靠地面站随着科技的进步，现代航天通信技术未来，航天通信技术将朝着更高带宽和卫星之间的无线电波传输，带宽有采用了更先进的传输方式，如激光通、更低延迟、更安全的方向发展，为限，数据传输速率较低信、量子通信等，数据传输速率大幅人类探索宇宙提供更强大的支持提升航天器的返回再入大气层摩擦1高速进入大气层，摩擦生热高温烧蚀2耐高温材料，保护航天器降落伞减速3安全降落地面航天器返回地球时，会高速进入大气层，与大气摩擦产生巨大的热量，导致温度急剧升高为了防止航天器被烧毁，需要使用耐高温材料和降落伞等措施，确保航天器安全返回地面航天安全的保障措施严格的质量控制完善的预警系统专业的训练与演练从设计、制造到发射，每个环节都必须监测和预警系统能够及时发现潜在的风宇航员要经过严格的专业训练和演练，经过严格的质量控制，确保航天器和相险，并采取相应的措施，例如轨道调整以应对各种突发情况，例如太空行走或关设备的可靠性或返航舱外活动载人航天器的特点生命保障系统通信系统导航系统123提供氧气、水、食物和温度控制，与地面控制中心保持联系，进行指确定位置和航向，并进行轨道控制确保宇航员生存令传输和数据回传航天器的飞行轨迹设计轨道类型1地球轨道、月球轨道、行星际轨道轨道参数2轨道高度、轨道倾角、轨道偏心率发射窗口3最佳发射时间，考虑地球自转和目标天体的位置轨道机动4改变轨道参数，例如变轨、姿态调整航天器的飞行轨迹设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多种因素，例如目标天体的位置、地球的自转、发射窗口、燃料消耗等设计合理的飞行轨迹可以提高飞行效率，降低燃料消耗，并确保航天器安全到达目标航天发射场的选址与建设地理位置基础设施安全保障靠近赤道，利用地球自转速度，节省燃料具备完善的交通运输、电力供应、通信网拥有完善的安全保障体系，确保发射过程络等基础设施安全可靠航天实验室的功能与任务科学实验材料研究卫星研制进行太空环境下的物理、化学、生物等学在失重、真空、高能辐射等特殊环境下，进行卫星的组装、调试和测试，为空间探科的实验研究，探索宇宙奥秘研究材料性能变化，为新材料开发提供参测和应用提供技术支撑考航天器的维修与维护定期检查故障诊断维修更换定期检查航天器各个部件，确保其处于对故障进行准确诊断，确定故障原因和对故障部件进行维修或更换，确保航天良好状态，及时发现潜在问题并进行维范围，为维修提供依据器正常运行护航天器的故障诊断和应急处理早期识别通过传感器和监控系统，实时监测航天器运行状态，及时发现潜在问题，并发出预警信号故障诊断使用专业软件和专家经验，分析故障原因，确定故障部件和程度，制定解决方案应急处理根据故障类型和程度，采取相应措施，例如重启系统、切换备份系统、进行维修等等数据分析收集故障信息，分析原因和影响，总结经验教训，改进设计和操作流程，提高可靠性航天技术的前景展望深空探测太空旅游探索太阳系和更遥远的星系，寻为普通人提供太空旅行的机会，找新的生命形式和资源开拓新的旅游市场太空资源利用开发和利用太空资源，如太阳能、矿产和水资源复习总结与启示探索宇宙奥秘科技进步推动发展造福人类生活万有引力和航天技术使我们能够探索广阔航天技术的发展，推动了其他领域的进步卫星通信、遥感技术等应用，为人类生活的宇宙，揭示宇宙的奥秘，推动人类文明，如材料科学、信息技术等带来便利，促进社会发展的进步。