宇宙速度和卫星发射（原卷版）-2024高考一轮复习.pdfVIP

2024年高考一轮复习100考点100讲

第6章万有引力与航天

第6.4讲宇宙速度和卫星发射

【知识点精讲】

一宇宙速度

i.第一宇宙速度

(1)第一宇宙速度又叫坯绕速度，其数值为Z2km/s.

(2)第•宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度.

(3)第一宇宙速度是人造卫星的最小龙射速度，也是人造卫星的最大环绕速度.

(4)第一宇宙速度的计算方法.

由0^=吟得v=

2

由〃?g=〃号得v=y[gR.

2.第二宇宙速度

使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，其数值为H£km/s.

3.第三宇宙速度

使物体挣脱人阳引力束缚的最小发射速度，其数值为14Zkm/s.

二卫星变轨

1.当卫星的速度突然增大时，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的

圆轨道，轨道半径变大.当卫星进入新的轨道稳定运行时，由。=怦可知其运行速度比原轨道运行时

的小，但重力势能机械能均增加.

2.当卫星的速度突然减小时，泮;〃年，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动,脱离原来

的圆轨道，轨道半径变小.当卫星进入新的轨道稳定运行时，由。=寸乎可知其运行速度比原轨道运行时

的大，但重力势能机械能均减小.

【方法归纳】

1.卫星变轨原理及过程

(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道【上.如图所示.

•)1

ni

(2)在4点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供卫星在轨道I上做圆周运动的向心力,

卫星做离心运动进入椭圆轨道11.

(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道III.

2.变轨过程各物理量分析

(1)速度：设卫星在圆轨道I和山上运行时的速率分别为小。3,在轨道I【上过A点和4点时速率分别为以

次在A点加速，则VAVt,在B点加速，则V^VB，又因ViV3,故有VAVIV3VB.

(2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道I还是轨道II上经过A点，卫星的加速

度都相同，同理，经过3点加速度也相同.

(3)周期：设卫星在IIIIII轨道上的运行周期分别为7八八，轨道半径分别为厂In(¥长轴)⑶

由开普勒第三定律点=4可知TT2T3.

]

(4)机械能：在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒.若卫星在IHIII轨道的机械能分另!为后及

£，则与〈七2七3.

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1.(2021重庆高考)2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有

里程碑意义的进展。此前我国“三免二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉

兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，则

N

A.火星的平均密度是月球的倍，

D.火星对“祝融号”引力大小是月球对“玉兔二号”引力的丝倍

产

2.12008广东理科基础第8题)由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运

动。对于这些匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是

A.向心力都指向地心

B.速度等于第一宇宙速度

C.加速度等于重力加速度

D.周期与地球自转周期相等

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1.2（023河北唐山三模）某次发射卫星时，先将卫星发射到半经为