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课时跟踪训练应用创新演练第5节宇宙航行了解教材新知把握热点考向考向一考向二随堂基础巩固第六章万有引力与航天考向三知识点一知识点二知识点三1/462/463/46 1.人造卫星围绕地球做匀速圆周运动，

所需向心力由地球对卫星万有引力提供。

2．第一宇宙速度为7.9km/s，其意义为最小

发射速度或最大围绕速度。3．第二宇宙速度为11.2km/s，其意义表示物体脱离地球束缚所需要最小发射速度。4．第三宇宙速度为16.7km/s，其意义为物体脱离太阳引力束缚所需最小发射速度。4/465/461．人造地球卫星

(1)概念：如图6－5－1所表示，当物体

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人造卫星。

(2)运动规律：普通情况下可认为人造卫星绕地球做

运动。

(3)向心力起源：人造地球卫星向心力由

提供。初速度地球图6－5－1匀速圆周地球对它万有引力[自学教材]6/462．宇宙速度(1)第一宇宙速度：v1＝，又称围绕速度。(2)第二宇宙速度：v2＝，又称脱离速度。(3)第三宇宙速度：v3＝，也叫逃逸速度。3．梦想成真1957年10月，成功发射了第一颗人造卫星；1969年7月，美国“阿波罗11号”登上；10月15日，我国航天员踏入太空。7.9km/s11.2km/s16.7km/s前苏联月球杨利伟7/46[重点诠释]对宇宙速度了解宇宙速度是满足地球上不一样要求卫星发射速度，不能了解成卫星运行速度。

(1)第一宇宙速度：指人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所含有速度，是人造地球卫星最小发射速度，v＝7.9km/s。设地球质量为M，卫星质量为m，卫星到地心距离为r，卫星做匀速圆周运动线速度为v，依据万有引力定律和牛顿第二定律得：8/469/46(2)第二宇宙速度：在地面上发射物体，使之能够脱离地球引力作用，成为绕太阳运动人造行星或绕其它行星运动人造卫星所必需最小发射速度，其大小为v＝11.2km/s。

(3)第三宇宙速度：在地面上发射物体，使之最终能脱离太阳引力范围，飞到太阳系以外宇宙空间所必需最小发射速度，其大小为v＝16.7km/s。10/461．关于第一宇宙速度，以下说法正确是 (

)A．它是人造地球卫星绕地球运行最小速度B．它是人造地球卫星在近地圆轨道上绕行速度C．它是能使卫星进入近地圆轨道最小发射速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点速度解析：第一宇宙速度是卫星最小发射速度，也是卫星围绕地球做圆周运动最大绕行速度，A错误；B、C正确；卫星沿椭圆轨道运行时，在近地点做离心运动，说明近地点速度大于第一宇宙速度，D错误。答案：BC11/461.人造卫星轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时由地球对它万有引力充当向心力。所以卫星绕地球做匀速圆周运动圆心必与地心重合，而这么轨道有各种，其中比较特殊有与赤道共面赤道轨道和经过两极点上空极地轨道。当然也应存在着与赤道平面成某一角度圆轨道。如图6－5－2所表示。图6－5－212/4613/4614/462.如图6－5－3中圆a、b、c，其圆心均位于地球自转轴

线上，对卫星围绕地球做匀速圆周运动而言，以下说法正确是 (

)A．卫星轨道可能为aB．卫星轨道可能为bC．卫星轨道可能为cD．同时卫星轨道只可能为b图6－5－315/46解析：因为物体做匀速圆周运动时，协力一定是指向圆心，所以地球卫星圆心应与地球球心重合，A错误、B、C正确。同时卫星轨道必须在赤道上方，选项D正确。答案：BCD16/46相对于地面静止且与地球自转含有相同周期卫星叫地球同时卫星，又叫通讯卫星。同时卫星有以下几个特点：

(1)同时卫星运行方向与地球自转方向一致。

(2)同时卫星运转周期与地球自转周期相同，即T＝24h。

(3)同时卫星运行角速度等于地球自转角速度。

(4)要与地球同时，卫星轨道平面必须与赤道平面平行，又因为向心力是万有引力提供，万有引力必须在轨道平面上，所以同时卫星轨道平面均在赤道平面上，即全部同时卫星都在赤道正上方，不可能定点在我国某地上空。17/4618/4619/46[尤其提醒](1)全部同时卫星周期T、轨道半径r、围绕速度v、角速度ω及向心加速度a大小均相同。

(2)全部国家发射同时卫星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。20/4621/46答案：AC22/4623/46[例1]

人们认为一些白矮星(密度较大恒星)每秒钟大约自转一周(引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，地球半径R约为6.4×103km)。

(1)为使其表面上物体能够被吸引住而不致于因为快速转动而被“甩”掉，它密度最少为多少？

(2)假设某白矮星密度约为此值，且其半径等于地球半径，则它第一宇宙速度约为多少？

[思绪点拨]

只要确保赤道上物体不被“甩”掉，其它地方物体就不会被“甩”掉。24/4625/46[答案]

(1)1.41×1011kg/m3

(2)4.02×107m/s26/4627/461．宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升最大高度为h。已知该星球半径为R，且物体只受该星球引力作用。(1)求该星球表面重力加速度。(2)假如要在这个星球上发射一颗贴近它表面运行卫星，求该卫星做匀速圆周运动线速度和周期。28/4629/4630/46[例2]

已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径3倍处做匀速圆周运动，求：

(1)卫星线速度；

(2)卫星绕地球做匀速圆周运动周期。

[思绪点拨]人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供；物体在地球表面所受重力等于万有引力。31/4632/46[借题发挥]

(1)在处理卫星v、ω、T与半径r关系问题时，惯用公式“gR2＝GM”来替换出地球质量M，会使问题处理起来更方便。

(2)因为卫星在轨道上运动时，它受到万有引力全部提供了向心力，产生了向心加速度，所以卫星及卫星上任何物体都处于完全失重状态。33/462．A、B为两颗地球卫星，已知它们运动周期之比为TA∶TB＝1∶8，则A、B两卫星轨道半径之比和运动速率之比分别为 (

)A．rA∶rB＝4∶1，vA∶vB＝1∶2B．rA∶rB＝4∶1，vA∶vB＝2∶1C．rA∶rB＝1∶4，vA∶vB＝1∶2D．rA∶rB＝1∶4，vA∶vB＝2∶134/46答案：D35/46[例3]发射地球同时卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最终再次点火，将卫星送入同时圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图6－5－4所表示。卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确是 (

)图6－5－436/46A．卫星在轨道3上速率大于在轨道1上速率

B．卫星在轨道3上角速度小于在轨道1上角速度

C．卫星在轨道1上经过Q点时加速度大于它在轨道2上经过Q点时加速度

D．卫星在轨道2上经过P点时加速度等于它在轨道3上经过P点时加速度37/4638/46[答案]