§6.5宇宙航行（学案）.doc

第六章万有引力与航天宇宙航行学案蓬私高一物理组班级姓名学号一考点自学一人造卫星的速度角速度周期向心加速度的规律处理方法把卫星的运动看作是匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析和计算线速度21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站角速度21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站周期21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站向心加速度21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站即人造卫星的21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站仅由和决定二三种宇宙速度第一宇宙速度环绕速度是人造地球卫星的最小发射速度由21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站得21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站当卫星的轨道半径取最小值为地球的半径时卫星的运行速度最大21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站因此第一宇宙速度也称为最大运行速度或近地环绕速度第二宇宙速度脱离速度使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度第三宇宙速度逃逸速度使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度三同步卫星地球同步卫星是指相对于地面静止的卫星其运行周期跟地球的自转周期相等即周期地球的同步卫星的特点6个一定轨道一定位于赤道平面内周期一定等于地球的自转周期角速度一定等于地球的自转角速度距地面高度一定定点于赤道上空约36x104km线速度大小一定向心加速度大小一定二典例分析题型一有关卫星的21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站的应用例和是绕地球做匀速圆周运动的卫星已知21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站轨道半径21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站则与的加速度之比为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站周期之比为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站线速度之比为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站角速度之比为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站例火星有两颗卫星分别为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小时分火卫二的周期为小时分则两颗卫星相比火卫一距火星表面较近火卫二的角速度较大火卫一的运动速度较大火卫二的向心加速度较大题型二有关第一宇宙速度的应用例关于第一宇宙速度下列说法中正确的是它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度它是卫星的椭圆轨道上运行时近地点的速度例我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星嫦蛾号设该卫星的轨道是圆形的且贴近月球表面已经月球的质量约为地球质量的月球繁荣半径约为地球半径的地球上的第一宇宙速度约为则该探月卫星绕月运行的速率约为题型三有关卫星的轨道及同步卫星的应用例下列轨道中不可能是卫星绕地球运行的轨道的是例在地球看作质量均匀分布的球体上空有许多同步卫星下面说法中正确的是它们的质量可能不同它们的速度的大小可能不同它们的向心加速度的大小可能不同它们离地心的距离可能不同三堂堂清练习人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动其速度是下列的一定等于等于或小于一定大于介于之间如图所示21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站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可以发射一颗这样的人造地球卫星使其圆轨道与地球表面上某一纬线非赤道是共面的同心圆与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆与地球表面上的赤道线是共面的同心圆且卫星相对地球表面是静止的与地球表面上的赤道线是共面的同心圆但卫星相对地球表面是运动的下列关于地球同步卫星的说法中正确的是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四日日清练习两颗人造地球卫星绕地球作圆周运动周期之比为则轨道半径之比和运动速率之比分别为关于宇宙速度下列说法正确的是第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度关于第一宇宙速度下列说法错误的是它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度美国在年月发射的火星探测器勇气号和机遇号于年月相继在火星表面着陆成功下面关于火星探测器的发射原理正确的说法有发射速度只要大雨第一宇宙速度即可发射速度要达到第三宇宙速度才可以发射速度要大于第二宇宙速度但不需要达到第三宇宙速度发射后应使探测器进去一个椭圆轨道的人造行星轨道它的远日点轨道和火星的运行轨道相切且和火星同时到达轨道上的切点附近位置关于人造地球卫星及其中物体的超重和失重问题下列说法正确的是在发射过程中向上加速时产生超重现象在降落过程中向下减速时产生超重现象进入轨道时作匀速圆周运动产生完全失重现象但仍受重力作用失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的航天飞机绕地球做匀速圆周运动时机上的物体处于失重状态是指这个物体不受地球的吸引力受到地球吸引力和向心力平衡受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力对支持它的物体的压力为零地球半径为地面重力加速度为地球自转周期为地球同步卫星离地面的高度为则地球同步卫星的线速度大小为21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站宇航员在一个半径为的星球上以速度竖直上抛一个物体经过秒后物体落回原抛物点如果宇航员想把这个物体沿星球表面水平抛而使它不再落回星球则抛出速度至少应是21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行已知卫星的第一宇宙速度是求这颗卫星运行的线速度多大它绕地球运动的向心加速度多大质量为的仪器放在卫星内的平台上仪器的重力多大它对平台的压力有多大选做如图所示是地球的同步卫星另一卫星的圆形轨道位于赤道平面内离地面高度为已知地球半径为地球自转角速度为地球表面的重力加速度为为地球中心求卫星运动周期如卫星绕行方向与地球自转方向相同某时刻两卫星相距最近在同一直线上则至少经过多长时间他们再一次相距最近答案典例分析例例例例例例堂堂清练习略日日清练习解由万有引力定律和向心力公式得21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站联立得21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站由题意得21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站由得21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站代入得21世纪教育网45中国最大型最专业的中小学教育资源门户网站