新设计物理必修二浙江专用课件：第六章,万有引力与航天,第5节

第5节宇宙航行 学考报告 基础梳理 7 9km s 地球 11 2km s 太阳 16 7km s 宇宙空间 说明 1 关于第一宇宙速度有三种说法 第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的 速度 是卫星的最大环绕速度 也是近地卫星的环绕速度 2 若人造行星的发射速度大于7 9km s而小于11 2km s 如图1所示 则卫星 的轨迹为椭圆 若发射速度等于或大于11 2km s时 卫星就会脱离地球的引力 不再绕地球运行 若人造卫星的发射速度大于11 2km s而小于16 7km s 卫星绕 的轨迹为椭圆 成为一颗人造行星 如果发射速度大于或等于16 7km s 卫星将挣脱太阳引力的束缚 飞到 以外的空间 图1 最小 绕地球运动 太阳运动 太阳系 典例精析 例1 以下关于宇宙速度的说法中正确的是 A 卫星绕地球做圆轨道运行的速度都是第一宇宙速度B 卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度是第二宇宙速度C 第一宇宙速度是人造地球卫星做圆轨道运动的最大运行速度D 地球上的物体无论以多大的速度发射都不可能脱离太阳的束缚 答案C 即学即练 A 0 4km sB 1 8km sC 11km sD 36km s 答案B 基础梳理 1 人造地球卫星 1 概念 如图2所示 当物体的 足够大时 它将会围绕 旋转而不再落回地面 成为一颗绕地球转动的人造卫星 2 运动规律 一般情况下可认为人造卫星绕地球做 运动 3 向心力来源 人造地球卫星的向心力由 提供 图2 2 所有卫星的轨道平面均过 初速度 地球 匀速圆周 地球对它的万有引力 地心 3 卫星的向心加速度 线速度 角速度 周期与轨道半径的关系 根据万有引力提供卫星绕地球运动的向心力 即有 小 小 小 大 典例精析 例2 如图3所示 在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星A B C 下列说法正确的是 图3 答案C 即学即练 2 2017 4月浙江学考 如图4所示 设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动 金星自身的半径是火星的n倍 质量为火星的k倍 不考虑行星自转的影响 则 图4 答案B 归纳总结 解决这类问题的关键要熟记以下两点 基础梳理 1984年4月8日 我国成功地发射了一颗地球同步通讯卫星 8天后定位于东经125 的赤道上空 相对于地面静止的 跟地球自转同步的人造卫星叫作地球同步卫星 它的主要用途是通信 又称为通信卫星 同步卫星有以下几个特点 1 周期一定 它的运动周期等于地球自转的周期T 24h 2 角速度一定 同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度 3 绕行方向一定 同步卫星的运行方向与地球自转方向一致 6 向心加速度大小一定 由于所有同步卫星到地心的距离相等 所以 它们绕地球运动的向心加速度大小都相等 a 0 23m s2 7 轨道一定 1 因为同步卫星相对于地球静止 绕行方向与地球自转方向相同 只能在赤道的正上方 2 由于同步卫星的周期 角速度 线速度是确定的 故轨道半径也是确定的 注意 1 所有同步卫星的周期T 轨道半径r 环绕速度v 角速度 及向心加速度a的大小均相同 2 所有国家发射的同步卫星的轨道都与赤道为同心圆 它们都在同一轨道上运动且都相对静止 典例精析 例3 我国 中星11号 商业通信卫星是一颗同步卫星 它定点于东经98 2度的赤道上空 关于这颗卫星的说法正确的是 A 运行速度大于7 9km sB 离地面高度一定 相对地面静止C 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小D 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 答案B 即学即练 3 我国卫星移动通信系统首发星 被誉为中国版海事卫星的天通一号01星 在2016年8月6日在西昌卫星发射中心顺利升空并进入距离地球约三万六千公里的地球同步轨道 这标志着我国迈入了卫星移动通信的 手机时代 根据这一信息以及必要的常识 尚不能确定该卫星的 A 质量B 轨道半径C 运行速率D 运行周期答案A