6.5人造卫星学案

6 5 宇宙航行宇宙航行 基础自测基础自测 1 设天体 A 绕天体 B 做匀速圆周运动 则天体 A 的线速度 角速度 周期及加速度的大小分 别由哪些量决定 2 请大家看下面的几条卫星轨道 试判断哪几条是可能的 哪几条是不可能的 并总结卫 星轨道的特点 3 关于发射卫星的问题 牛顿在思考万有引力定律时就曾想过 从高山上水平抛出物体 速度一次比一次大 落地点也就一次比一次远 如果速度足够大 物体就不再落回地面 它将绕地球运动 成为人造地球卫星 如图 请你替牛顿算一算 需要多大的速度物体才 能不落回地球 而是像卫星一样绕地球做匀速圆周运 动 A B CD 4 为什么抛出速度小于 7 9km s 时物体会落到地面上 而不会做匀速圆周运动呢 5 如果抛出速度大于 7 9km s 呢 6 第一宇宙速度 第二宇宙速度 第三宇宙速度 当抛 出速度 v 满足 7 9km s v 11 2km s 时 物体将 当抛出速度 v 满足 11 2km s v 16 7km s 时 物体将 当抛出速度 v 满足 16 7km s v 时 物体将 8 通过刚才的计算我们知道 7 9km s 的速度是卫星在地球表面运动时的速度 即近地卫星 的速度 实际应用中的近地卫星在 100 200km 的高度飞行 与地球半径 6400km 相比 完全可以说是在 地面附近 飞行 可以用地球半径 R 代表卫星到地心的距离 r 即轨 道半径 9 比近地轨道外层轨道上的卫星的线速度与 7 9km s 相比是大还是小呢 10 如果要将卫星发现到外层轨道 发射速度应该比 7 9km s 大还是小呢 12 如右图 四颗均绕地球做匀速圆周运动 方向为逆时针方向 如果卫星 3 想追上卫 星 1 应该如何操作 假设某卫星正在地面附近绕地球做匀速圆周运动 速度是 7 9km s 现要想该卫星进 入外层轨道 如何操作 13 第一宇宙速度是 最大 或 最小 的环绕速度 同时也是 的发 射速度 14 什么是同步卫星 同步卫星有哪些特点 能力提升 能力提升 1 1 如图所示 4321 mmmm 试比较四颗卫星的线速度 角速度 周期及加速度的 大小关系 1 2 3 4 1 2 3 4 2 2 两颗人造卫星 A B 绕地球做圆周运动 周期之比为 A T B T 1 8 则轨道把轨道半 径之比和运行速度之比分别为 A A R B R 4 1 A V B V 1 2 B A R B R 4 1 A V B V 2 1 C A R B R 1 4 A V B V 1 2 D A R B R 1 4 A V B V 2 1 3 3 可发射一颗人造卫星 使其圆轨道满足下列条件 A 与地球表面上某一纬度线 非赤道 是共面的同心圆 B 与地球表面上某一经度线是共面的同心圆 C 与地球表面上的赤道线是共面同心圆 且卫星相对地面是运动的 D 与地球表面上的赤道线是共面同心圆 且卫星相对地面是静止的 4 4 我国自行研制的 风云一号 风云二号 气象卫星运行的轨道是不同的 一号 是 极地圆形轨道卫星 其轨道平面与赤道平面垂直 周期是 12h 二号 是地球同步卫 星 两颗卫星相比 号离地面较高 号观察范围较大 号运行速度较大 若某天上午 8 点 风云一号 正好通过某城市的上空 那么下一次它通过该城市上空 的时刻将是 5 5 假设地球质量不变 而地球半径增大到原来的 2 倍 那么从地球发射人造卫星的第一宇 宙速度为原来的 倍 A 2 B 2 2 C 2 1 D 2 6 6 在某一轨道上运行的卫星 A 在进行过程中突然天线断了 那么卫星及其断了的天线将如 何运动 7 7 同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星 A 它可以在地面上任一点的正上方 且离地心的距离可按需要选择不同的值 B 它可以在地面上任一点的正下方 但离地心的距离是一定的 C 它只能在赤道的正上方 但离地心的距离可按需要选择不同的值 D 它只能在赤道的正上方 但离地心的距离是一定的 8 假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动 则在空间站上 下列实验不能做成的是 A 天平称物体的质量 B 用弹簧秤测物体的重量 C 用测力计测力 D 用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强 9 月球的质量约为地球的 1 81 半径约为地球半径的 1 4 地球上第一宇宙速度约为 7 9km s 则月球上第一宇宙速度为多少 10 如