必威体育精装版物理一轮第5章第1单元第2课时.pptVIP

第一单元 万有引力定律及其应用 第2课时　人造卫星　宇宙速度 ;基础回顾;要点深化;2．卫星绕地球运行的向心加速度a、线速度v、角速度ω、周期T与半径r的关系 注意：(1)a、v、ω、T皆与卫星的质量无关，只由轨道半径r和地球的质量M决定；(2)所有人造卫星的轨道圆心一定与地心重合．;3．解决卫星运行问题的基本思路 (1)万有引力提供卫星运行所需的向心力，有 .应用时要根据实际情况选用适当的公式进行分析和计算． (2)在地面或地面附近的物体所受的重力等于地球对它的万有引力，有 ，所以gR2＝GM.在不知地球质量的情况下由其半径和重力加速度来表示．此式在天体运动问题中经常应用，称为黄金代换点．;4．关于卫星超重和失重的问题 卫星在进入轨道的加速过程及返回的减速过程，由于有向上的加速度而处于超重；卫星进入轨道正常运??过程中，由于万有引力完全充当向心力，产生指向地心的向心加速度，卫星上的物体对支持面和悬绳无弹力 作用，处于完全失重状态，平常由压力产生的物理现象全部消失，水银气压计、天平失效，但弹簧测力计不失效，可测拉力等，但没有“视重”． 这里必须强调：运转卫星所受的万有引力既等于卫星在该轨道上的重力，也等于其环绕地球运行时所需的向心力．即F万＝mg′＝ma向．并不是没有重力，因为只要在地球的范围内，只要有质量的物体就一定存在重力，只是因g′变小而重力也变小了．;基础回顾;要点深化;2．卫星变轨问题 在卫星发射和回收的过程中卫星轨道发生变化．那么，卫星在变轨的过程中，在关键点上其线速度是怎样变化的呢？ 如下图所示，在发射神舟七号的过程中，卫星从地面的P发射，首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过瞬间增大卫星速度，让卫星进入圆周轨道Ⅱ(这种情况叫做轨道维持，即维持其不再被万有引力拉回，因为按原来在Q的速度，其向心力将小于万有引力)．;在“返回舱”返回的过程中，“返回舱”在Q点瞬间减小运行速度，使其向心力将小于万有引力，就进入椭圆轨道Ⅰ返回地球． 当然，如果在第Ⅱ轨道运行时，当卫星通过Q点时能瞬间增速，卫星又因其向心力大于万有引力而做离心运动，卫星将进入新的椭圆轨道Ⅲ运行，如果在经过R点时瞬间增速进行轨道维持，卫星又能在Ⅳ轨道上运行． 目前，我国发射的“嫦娥一号”探月卫星就是通过不断变轨而发射往月球附近的．;基础回顾;要点深化;2．地球同步卫星空间管理 通信卫星、广播卫星、气象卫星、预警卫星等采用地球同步卫星轨道极为有利．一颗同步卫星可以覆盖地球大约40%的面积，若在此轨道上均匀分布3颗卫星，即可实现全球通信或预警．为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样，地球的同步卫星只能有120颗．可见，空间位置也是一种资源．;3．识记几个数据，提升完成试题的运算速度 ①地球公转周期1年(365天)，自转周期1天(86400 s)； ②月球公转周期1月(约27天)，月地距离约38万公里． ③同步卫星距地面约3.6万公里，运行速度约3 km/s； ④人造卫星最大运行速度7.9 km/s，最小运行周期为84.8 min.;题型一;　 如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是(　　) A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 C．c加速可追上同一轨道上的b，b减 速可等候同一轨道上的c D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢 减小，其线速度将增大;解析：因为b、c在同一轨道上运行，故其线速度大小、加速度大小均相等．又b、c轨道半径大于a的轨道半径，由v＝ 知，Vb＝VcVa，故A选项错；由加速度a＝GM/r2可知ab＝acaa，故B选项错． 当c加速时，c受到的万有引力Fmv2/r，故它将偏离原轨道做离心运动；当b减速时，b受到的万有引力Fmv2/r, 故它将偏离原轨道做向心运动．所以无论如何c也追不上b，b也等不到c，故C选项错．对这一选项，不能用v＝ 来分析b、c轨道半径的变化情况． 对a卫星，当它的轨道半径缓慢减小时，在转动一段较短时间内，可近似认为它的轨道半径未变，视为稳定运行，由v＝ 知，r减小时v逐渐增大，故D选项正确． 答案：D;题型训练;1B．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(　　) A．它们的质量可能不同 B．它们的速度可能不同 C．它们的向心加速度可能不同 D．它们离地心的距离可能不同;解析：设地球的质量为M，同步卫星的质量为m，地球半径为R，同步卫星距离地面的高度为h. 由 可见同步卫星离地心的距离是一定的