高一物理《第三章 第4节人造卫星 宇宙速度》课件.ppt

《高一物理《第三章 第4节人造卫星 宇宙速度》课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理《第三章 第4节人造卫星 宇宙速度》课件.ppt（45页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、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返回返回返回返回 1.人造地球人造地球卫卫星星绕绕地球做匀速地球做匀速圆圆 周运周运动动的向心力是由地球的向心力是由地球对卫对卫 星的万有引力提供，其星的万有引力提供，其轨轨道的道的 圆圆心与地心重合。心与地心重合。2人造地球人造地球卫卫星在不同的星在不同的轨轨道道 上上线线速度不同，第一宇宙速度速度不同，第一宇宙速度v7.9 km/s是是卫卫星星绕绕 地球做地球做圆圆周运周运动动的最大的最大环绕环绕速度。速度。3同步同步卫卫星的星的线线速度、角速度、周期、速度、角速度、周期、轨轨道、向心

2、加道、向心加速度均是一定的。速度均是一定的。返回返回自学教材自学教材 1卫卫星的星的发发射射 地球地球对对周周围围的物体有引力作用，因而抛出的物体要落的物体有引力作用，因而抛出的物体要落回地面。当物体速度足回地面。当物体速度足够够大大时时，它将永，它将永远远不会落回到地面不会落回到地面上来，而是上来，而是围绕围绕地球运地球运动动，成，成为为一一颗颗人造地球人造地球卫卫星。它的星。它的向心力是由地球向心力是由地球对对它的它的 来充当的。来充当的。万有引力万有引力返回返回重点诠释重点诠释 1地球地球卫卫星的星的轨轨道道 (1)卫卫星星绕绕地球运地球运动动的的轨轨道可以是道可以是椭圆轨椭圆轨道，也可

3、以是道，也可以是圆轨圆轨道。道。(2)卫卫星星绕绕地球沿地球沿椭圆轨椭圆轨道运行道运行时时，地心是，地心是椭圆椭圆的一个的一个焦点，其周期和半焦点，其周期和半长轴长轴的关系遵循开普勒第三定律。的关系遵循开普勒第三定律。(3)卫卫星星绕绕地球沿地球沿圆轨圆轨道运行道运行时时，由于地球，由于地球对卫对卫星的万星的万有引力提供了有引力提供了卫卫星星绕绕地球运地球运动动的向心力，而万有引力指的向心力，而万有引力指向地心，所以，地心必向地心，所以，地心必须须是是卫卫星星圆轨圆轨道的道的圆圆心。心。返回 2三三类类人造地球人造地球卫卫星星轨轨道道 (1)赤道赤道轨轨道，道，卫卫星星轨轨道在赤道所在道在赤道

4、所在平面上，平面上，卫卫星始星始终处终处于赤道上方。于赤道上方。(2)极地极地轨轨道，道，卫卫星星轨轨道平面与赤道道平面与赤道平面垂直，平面垂直，卫卫星星经过经过两极上空。两极上空。(3)一般一般轨轨道，道，卫卫星星轨轨道和赤道成一定角度。如道和赤道成一定角度。如图图341所示。所示。图图341返回 3卫卫星的种星的种类类 卫卫星的种星的种类类主要是按主要是按卫卫星有什么星有什么样样的功能来的功能来进进行命行命名的。主要有名的。主要有侦侦察察卫卫星、通信星、通信卫卫星、星、导导航航卫卫星、气象星、气象卫卫星、地球星、地球资资源勘源勘测卫测卫星、科学研究星、科学研究卫卫星、星、预预警警卫卫星和星

5、和测测地地卫卫星等。星等。4同步同步卫卫星星 地球同步地球同步卫卫星是指在赤道平面内，以和地球自星是指在赤道平面内，以和地球自转转角角速度相同的角速度速度相同的角速度绕绕地球运地球运动动的的卫卫星，同步星，同步卫卫星又叫通星又叫通讯卫讯卫星。同步星。同步卫卫星有以下几个特点：星有以下几个特点：返回返回返回1下列关于地球同步下列关于地球同步卫卫星的星的说说法中正确的是法中正确的是 ()A为为避免通避免通讯卫讯卫星在星在轨轨道上相撞，道上相撞，应应使它使它们们运行在不运行在不同的同的轨轨道上道上B通通讯卫讯卫星定点在地球赤道上空某星定点在地球赤道上空某处处，所有通，所有通讯卫讯卫星星的周期都是的周

6、期都是24 hC不同国家不同国家发发射通射通讯卫讯卫星的地点不同，星的地点不同，这这些些卫卫星的星的轨轨道不一定在同一平面上道不一定在同一平面上D不同通不同通讯卫讯卫星运行的星运行的线线速度大小是相同的，加速度速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的的大小也是相同的返回返回答案：答案：BD返回 1第一宇宙速度第一宇宙速度 使使卫卫星能星能环绕环绕地球运行所需的地球运行所需的 发发射速度，其大小射速度，其大小为为v1 ，又称，又称环绕环绕速度。速度。2第二宇宙速度第二宇宙速度 使人造使人造卫卫星脱离星脱离 的引力束的引力束缚缚，不再，不再绕绕 运行，运行，从从 表面表面发发射所需的最小速度，其大

7、小射所需的最小速度，其大小为为v2 ，又称脱离速度。，又称脱离速度。7.9 km/s地球地球地球地球地球地球11.2 km/s最小最小返回 3第三宇宙速度第三宇宙速度 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，其大小为射所需的最小速度，其大小为v3 ，也叫逃逸，也叫逃逸速度。速度。16.7 km/s返回重点诠释重点诠释返回返回 3三种宇宙速度的三种宇宙速度的对对比比 以地球以地球为为例，三种宇宙速度和相例，三种宇宙速度和相应轨应轨道道间间的关系如的关系如图图342所示。当所示。当卫卫星在星在地面附近做地面附近做圆圆周运周运动时

8、动时，其运行速度即，其运行速度即为为第一宇宙速度第一宇宙速度7.9 km/s；当；当卫卫星到达地面附近星到达地面附近时时，其速度介，其速度介于于7.911.2 km/s之之间间，则卫则卫星沿星沿椭圆轨椭圆轨道道绕绕地球运地球运动动；当；当卫卫星到达地面附近星到达地面附近时时，其速度介于，其速度介于11.216.7 km/s之之间间，图图342返回则卫则卫星沿星沿椭圆轨椭圆轨道道飞飞离地球，成离地球，成为绕为绕太阳运太阳运动动的的卫卫星；星；当当卫卫星到达地面附近星到达地面附近时时，其速度超，其速度超过过16.7 km/s，则卫则卫星星能能飞飞出太阳系成出太阳系成为为太阳系外的太阳系外的卫卫星。

9、三种宇宙速度是指星。三种宇宙速度是指卫卫星星发发射的速度，而不是在射的速度，而不是在轨轨道上的运行速度。道上的运行速度。返回2关于第一宇宙速度，下面关于第一宇宙速度，下面说说法正确的是法正确的是()A它是人造地球它是人造地球卫卫星星绕绕地球地球飞飞行的最小速度行的最小速度B它是人造地球它是人造地球卫卫星在近地星在近地圆圆形形轨轨道上的运行速度道上的运行速度C它是能使它是能使卫卫星星进进入近地入近地圆圆形形轨轨道的最小道的最小发发射速度射速度D它是它是卫卫星在星在椭圆轨椭圆轨道上运行道上运行时时近地点的速度近地点的速度解析：解析：第一宇宙速度是第一宇宙速度是发发射射卫卫星的最小速度，也是星的最小

10、速度，也是环绕环绕地球做地球做圆圆周运周运动动的最大速度。离地越的最大速度。离地越远远，速度越小。，速度越小。卫卫星沿星沿椭圆轨椭圆轨道运行道运行时时，在近地点做离心运，在近地点做离心运动动，说说明近地明近地点的速度大于点的速度大于环绕环绕速度。速度。答案：答案：BC返回返回返回返回答案答案B返回 借借题发挥题发挥 对对于任何天体，于任何天体，计计算其近地算其近地卫卫星星环绕环绕速度速度时时，都是，都是根据万有引力提供向心力的思路，近地根据万有引力提供向心力的思路，近地卫卫星的星的轨轨道半径道半径等于中心天体的半径，由牛等于中心天体的半径，由牛顿顿第二定律列式第二定律列式计计算。算。(1)如果

11、知道天体的如果知道天体的质质量和半径，可直接列式量和半径，可直接列式计计算。算。(2)如果不知道天体的如果不知道天体的质质量和半径的具体大小，但知量和半径的具体大小，但知道道该该天体与地球的天体与地球的质质量、半径关系，可分量、半径关系，可分别别列出天体与列出天体与地球近地地球近地卫卫星星环绕环绕速度的表达式，用比例法速度的表达式，用比例法进进行行计计算。算。返回返回答案：答案：C返回 例例2高度不同的三高度不同的三颗颗人造人造卫卫星，某一瞬星，某一瞬间间的位置的位置恰好与地心在同一条直恰好与地心在同一条直线线上，如上，如图图343所示，所示，则则此此时时它它们们的的线线速度大小、角速度大小、

12、周期和向心加速度速度大小、角速度大小、周期和向心加速度的大小比的大小比较为较为()A123Bv1v2v3CT1T2T3 Da1a2a3图图343 返回答案答案B返回返回2火星有两火星有两颗卫颗卫星，分星，分别别是火是火卫卫一和火一和火卫卫二，它二，它们们的的轨轨道近似道近似为圆为圆，已知火，已知火卫卫一的周期一的周期为为7小小时时39分，火分，火卫卫二的周期二的周期为为30小小时时18分，分，则则两两颗卫颗卫星相比星相比()A火火卫卫一距火星表面一距火星表面较较近近B火火卫卫二的角速度二的角速度较较大大C火火卫卫一的运行速度一的运行速度较较大大D火火卫卫二的向心加速度二的向心加速度较较大大返回

13、返回答案：答案：AC返回 例例3发发射地球同步射地球同步卫卫星星时时，先将，先将卫卫星星发发射至近地射至近地圆轨圆轨道道1，然后点火，使其沿，然后点火，使其沿椭圆轨椭圆轨道道2运行，最后再次点火，将运行，最后再次点火，将卫卫星送星送入同步入同步圆轨圆轨道道3。轨轨道道1、2相切于相切于Q点，点，轨轨道道2、3相切于相切于P点，如点，如图图344所示。当所示。当卫卫星分星分别别在在1、2、3轨轨道上正常运行道上正常运行时时，以下，以下说说法正确的是法正确的是()图图344返回 A卫卫星在星在轨轨道道3上的速率大于在上的速率大于在轨轨道道1上的速率上的速率 B卫卫星在星在轨轨道道3上的角速度小于在

14、上的角速度小于在轨轨道道1上的角速度上的角速度 C卫卫星在星在轨轨道道1上上经过经过Q点点时时的加速度大小大于它在的加速度大小大于它在轨轨道道2上上经过经过Q点点时时的加速度大小的加速度大小 D卫卫星在星在轨轨道道2上上经过经过P点点时时的加速度大小等于它在的加速度大小等于它在轨轨道道3上上经过经过P点点时时的加速度大小的加速度大小 思路点思路点拨拨解答本解答本题时应题时应注意以下两点：注意以下两点：(1)卫卫星在不同星在不同圆圆形形轨轨道上的速率、角速度与道上的速率、角速度与轨轨道半径有道半径有关。关。(2)卫卫星受到的万有引力星受到的万有引力为卫为卫星的合外力，星的合外力，产产生生卫卫星的加星的加速度。速度。返回答案答案BD返回 借借题发挥题发挥 (1)卫卫星在星在轨轨道上运道上运动时动时，一旦，一旦轨轨道确定了，其半径、道确定了，其半径、加速度、加速度、线线速度、角速度以及周期将全部确定。速度、角速度以及周期将全部确定。(2)卫卫星星变轨变轨前后的前后的稳稳定状定状态态下的下的问题问题与常与常规规的人造的人造卫卫星做匀速星做匀速圆圆周运周运动问题动问题可以可以进进行行类类比。比。返回返回答案：答案：B返回返回 随堂基础巩固随堂基础巩固 返回 课时跟踪训练课时跟踪训练