人造卫星宇宙速度.ppt

理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,第4节,知识点一,知识点二,考向二,第三章,考向一,随堂基础巩固,课时跟踪训练,考向三,1.人造地球卫星绕地球做匀速圆 周运动的向心力是由地球对卫 星的万有引力提供，其轨道的 圆心与地心重合。 2人造地球卫星在不同的轨道 上线速度不同，第一宇宙速度v7.9 km/s是卫星绕 地球做圆周运动的最大环绕速度。 3同步卫星的线速度、角速度、周期、轨道、向心加 速度均是一定的。,自学教材,1卫星的发射 地球对周围的物体有引力作用，因而抛出的物体要落回地面。当物体速度足够大时，它将永远不会落回到地面上来，而是围绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。它的向心力是由地球对它的 来充当的。,万有引力,重点诠释,1地球卫星的轨道 (1)卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道。 (2)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。 (3)卫星绕地球沿圆轨道运行时，由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以，地心必须是卫星圆轨道的圆心。,2三类人造地球卫星轨道 (1)赤道轨道，卫星轨道在赤道所在 平面上，卫星始终处于赤道上方。 (2)极地轨道，卫星轨道平面与赤道 平面垂直，卫星经过两极上空。 (3)一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度。如图 341所示。,图341,3卫星的种类 卫星的种类主要是按卫星有什么样的功能来进行命名的。主要有侦察卫星、通信卫星、导航卫星、气象卫星、地球资源勘测卫星、科学研究卫星、预警卫星和测地卫星等。 4同步卫星 地球同步卫星是指在赤道平面内，以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星，同步卫星又叫通讯卫星。同步卫星有以下几个特点：,1下列关于地球同步卫星的说法中正确的是 ( ) A为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不 同的轨道上 B通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星 的周期都是24 h C不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨 道不一定在同一平面上 D不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度 的大小也是相同的,答案：BD,1第一宇宙速度 使卫星能环绕地球运行所需的 发射速度，其大小为v1 ，又称环绕速度。 2第二宇宙速度 使人造卫星脱离 的引力束缚，不再绕 运行，从 表面发射所需的最小速度，其大小为v2 ，又称脱离速度。,7.9 km/s,地球,地球,地球,11.2 km/s,最小,3第三宇宙速度 使物体脱离太阳的束缚而飞离太阳系，从地球表面发射所需的最小速度，其大小为v3 ，也叫逃逸速度。,16.7 km/s,重点诠释,3三种宇宙速度的对比 以地球为例，三种宇宙速度和相应轨 道间的关系如图342所示。当卫星在 地面附近做圆周运动时，其运行速度即为 第一宇宙速度7.9 km/s；当卫星到达地面附近时，其速度介于7.911.2 km/s之间，则卫星沿椭圆轨道绕地球运动；当卫星到达地面附近时，其速度介于11.216.7 km/s之间，,图342,则卫星沿椭圆轨道飞离地球，成为绕太阳运动的卫星；当卫星到达地面附近时，其速度超过16.7 km/s，则卫星能飞出太阳系成为太阳系外的卫星。三种宇宙速度是指卫星发射的速度，而不是在轨道上的运行速度。,2关于第一宇宙速度，下面说法正确的是 ( ) A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度 C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 解析：第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，也是环绕地球做圆周运动的最大速度。离地越远，速度越小。卫星沿椭圆轨道运行时，在近地点做离心运动，说明近地点的速度大于环绕速度。 答案：BC,答案 B,借题发挥 对于任何天体，计算其近地卫星环绕速度时，都是根据万有引力提供向心力的思路，近地卫星的轨道半径等于中心天体的半径，由牛顿第二定律列式计算。 (1)如果知道天体的质量和半径，可直接列式计算。 (2)如果不知道天体的质量和半径的具体大小，但知道该天体与地球的质量、半径关系，可分别列出天体与地球近地卫星环绕速度的表达式，用比例法进行计算。,答案：C,例2 高度不同的三颗人造卫星，某一瞬间的位置恰好与地心在同一条直线上，如图343所示，则此时它们的线速度大小、角速度大小、周期和向心加速度的大小比较为 ( ),A123 Bv1v2v3 CT1T2T3 Da1a2a3,图343,答案 B,2火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨 道近似为圆，已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比 ( ) A火卫一距火星表面较近 B火卫二的角速度较大 C火卫一的运行速度较大 D火卫二的向心加速度较大,答案：AC,例3 发射地球同步卫星时，先将卫 星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿 椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送 入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨 道2、3相切于P点，如图344所示。当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 ( ),图344,A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大小大于它在轨道2上经过Q点时的加速度大小 D卫星在轨道2上经过P点时的加速度大小等于它在轨道3上经过P点时的加速度大小 思路点拨 解答本题时应注意以下两点： (1)卫星在不同圆形轨道上的速率、角速度与轨道半径有关。 (2)卫星受到的万有引力为卫星的合外力，产生卫星的加速度。,答案 BD,借题发挥 (1)卫星在轨道上运动时，一旦轨道确定了，其半径、加速度、线速度、角速度以及周期将全部确定。 (2)卫星变轨前后的稳定状态下的问题与常规的人造卫星做匀速圆周运动问题可以进行类比。,答案：B,随堂基础巩固,点击下图片进入,课时跟踪训练,点击下图片进入,