4.人造卫星宇宙速度 (3).ppt

2 5 1力的合成 3 4人造卫星宇宙速度 1 万有引力等于重力2 万有引力提供向心力 教材助读 5分钟 一 人造卫星1 绕行星运动2 地球二 7 9km s 表面附近匀速圆周运动11 2km s 地球 最小16 7km s 太阳 最小 探究点1 问题探究 1 卫星发射速度是什么 2 卫星运行速度是什么 3 卫星轨道问题 例1CD 解析人造卫星飞行时 由于地球对卫星的引力作为它做圆周运动的向心力 而这个力的方向必定指向圆心 即指向地心 故所有人造卫星其轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合 不能是地轴上 除地心外 的某一点 故选项A是错误的 由于地球同时绕着地轴在自转 所以卫星的轨道平面也不可能和经线所决定的平面共面 所以选项B也是错误的 相对地球表面静止的就是同步卫星 它必须在赤道线平面内 且距地面有确定的高度 而低于或高于该高度的人造卫星也是可以在赤道平面内运动的 不过由于它们的周期和地球自转的周期不相同 就会相对于地面运动 故正确选项为C D 合作探究5分钟 例2例3B 解析星球的第一宇宙速度即为围绕星球做圆周运动的轨道半径为该星球半径时的环绕速度 由万有引力提供向心力即可得出这一最大绕行速度 卫星所需的向心力由万有引力提供 故月球和地球上第一宇宙速度之比 故v月 7 9 km s 1 8km s 因此B项正确 合作探究5分钟 例4B例5BC 例4关于地球同步卫星 下列说法正确的是A 同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面B 同步卫星的轨道必须和地球赤道共面C 所有同步卫星距离地面的高度不一定相同D 所有同步卫星的质量一定相同 答案 解析 解析同步卫星所受向心力指向地心 与地球自转同步 故卫星所在轨道与赤道共面 故A项错误 B项正确 同步卫星距地面高度一定 但卫星的质量不一定相同 故C D项错误 例题5解析 中星11号 是地球同步卫星 距地面有一定的高度 运行速度要小于7 9km s A错 其位置在赤道上空 高度一定 且相对地面静止 B正确 其运行周期为24小时 小于月球的绕行周期27天 由 知 其运行角速度比月球的大 C正确 同步卫星与静止在赤道上的物体具有相同的角速度 但半径不同 由an r 2知 同步卫星的向心加速度大 D错 当堂达标检测 1 对宇宙速度的理解 多选 下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是A 第一宇宙速度v1 7 9km s 第二宇宙速度v2 11 2km s 则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1 小于v2B 美国发射的 凤凰号 火星探测卫星 其发射速度大于第三宇宙速度C 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚 成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D 第一宇宙速度7 9km s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 答案 解析 1 2 3 4 解析根据v 可知 卫星的轨道半径r越大 即距离地面越远 卫星的环绕速度越小 v1 7 9km s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 D正确 实际上 由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径 故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度 选项A错误 美国发射的 凤凰号 火星探测卫星 仍在太阳系内 所以其发射速度小于第三宇宙速度 选项B错误 第二宇宙速度是使物体挣脱地球引力束缚而成为太阳的一颗人造行星的最小发射速度 选项C正确 1 2 3 4 1 2 3 2 对同步卫星的认识 下列关于我国发射的 亚洲一号 地球同步通讯卫星的说法 正确的是A 若其质量加倍 则轨道半径也要加倍B 它在北京上空运行 故可用于我国的电视广播C 它以第一宇宙速度运行D 它运行的角速度与地球自转角速度相同 答案 解析 4 1 2 3 解析由 可知轨道半径与卫星质量无关 A错 同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合 即在赤道上空运行 不能在北京上空运行 B错 第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度 而同步卫星在高轨道上运行 其运行速度小于第一宇宙速度 C错 所谓 同步 就是卫星保持与赤道上某一点相对静止 所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同 D对 4 1 2 3 3 第一宇宙速度的计算 若取地球的第一宇宙速度为8km s 某行星的质量是地球质量的6倍 半径是地球半径的1 5倍 此行星的第一宇宙速度约为A 16km sB 32km sC 4km sD 2km s 答案 4 1 2 3 4 第一宇宙速度的计算 某星球的半径为R 在其表面上方高度为aR的位置 以初速度v0水平抛出一个金属小球 水平射程为bR a b均为数值极小的常数 则这个星球的第一宇宙速度为 答案 解析 4 1 2 3 解析设该星球表面的重力加速度为g 小球落地时间为t 抛出的金属小球做平抛运动 根据平抛运动