【上課用】高三物理一輪復(fù)習(xí) 宇宙航行與航天課件

首頁知識學(xué)法檢評作業(yè)學(xué)標(biāo)第五章萬有引力與航天主講：婁員俊高三物理組2021.9.27進(jìn)入課程§6.2宇宙航行與航天學(xué)標(biāo)返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引3.熟知衛(wèi)星變軌的方式及其運動學(xué)量等變化。1.熟練掌握描述衛(wèi)星做勻速圓周運動的物理量與軌道半徑的關(guān)系并能應(yīng)用。2.進(jìn)一步理解發(fā)射速度并掌握第一宇宙速度的導(dǎo)出過程、物理意義；了解第二、第三宇宙速度。知識返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引1.宇宙速度發(fā)射速度：發(fā)射速度是指衛(wèi)星在地球表面附近剛失去火箭推動力時的速度。運行速度：運行速度是指衛(wèi)星在既定軌道上繞中心天體正常運行時的速度。1)發(fā)射速度和運行速度：發(fā)射速度v0v發(fā)射速度運行速度地球知識1返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引2)第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：衛(wèi)星能夠繞地球運行時的最小發(fā)射速度，稱為第一宇宙速度。若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響：衛(wèi)星恰好不落回地面：知識2返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引3)第二宇宙速度（脫離速度）：衛(wèi)星能夠脫離地球而成為太陽的行星的最小發(fā)射速度,稱為第二宇宙速度4)第三宇宙速度（逃逸速度）：衛(wèi)星能夠脫離太陽的束縛飛到太陽系以外空間的最小發(fā)射速度，稱為第三宇宙速度知識3返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引①衛(wèi)星落回地面②衛(wèi)星繞地表做勻速圓周運動③衛(wèi)星繞地球做橢圓運動④衛(wèi)星飛離地球成為繞太陽運行的行星⑤衛(wèi)星飛離太陽系顯然，發(fā)射速度大小決定了衛(wèi)星的前途和命運：知識4返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引2.“地--衛(wèi)”系統(tǒng)運動模型2)衛(wèi)星的運動學(xué)量與軌道半徑的關(guān)系

①衛(wèi)星繞地心做勻速圓周運動

1)環(huán)繞模型

②衛(wèi)星以地球為焦點做橢圓運動萬有引力提供向心力：顯然，軌道半徑越大，衛(wèi)星運行的越慢知識5返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引3)近地衛(wèi)星運行半徑約為地球半徑的衛(wèi)星，稱為近地衛(wèi)星。顯然，繞地做勻速圓周運動的所有衛(wèi)星中近地衛(wèi)星的運行速度最大，近地衛(wèi)星的運行速度也等于第一宇宙速度。知識6返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引相對地表靜止的衛(wèi)星，稱為地球同步衛(wèi)星，其運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。同步衛(wèi)星軌道在地球赤道平面內(nèi)，離地心距離確定的唯一的圓形軌道。赤道T=24h4)同步衛(wèi)星技法返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引1.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和地球赤道上的物體間的異同近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星都是萬有引力提供向心力，二者只是因軌道半徑不同引起運動學(xué)量上的差異；而地球赤道上的物體是萬有引力與支持力的合力提供向心力，與同步衛(wèi)星的運動周期相同。近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星:赤道上的物體:雖然近地衛(wèi)星與赤道上的物體做圓周運動的半徑幾乎相等，由于二者運動學(xué)量值相差很大技法1返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引典例1.（多選）地球同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則以下關(guān)系中正確的是（

）技法2返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引2.衛(wèi)星變軌問題要明確變軌的過程及描述衛(wèi)星運行的物理量(包括衛(wèi)星的速度、向心加速度、加速度、向心力、萬有引力、軌道半徑、動能、重力勢能、機械能)的變化情況。如圖所示，軌道1和軌道3是以地球為圓心的圓形軌道，軌道半徑分別r1和r3(r3>r1)，軌道2是橢圓軌道，與軌道1和軌道3分別相切于P點和Q點。(1)速度大小關(guān)系：(3)機械能大小關(guān)系(衛(wèi)星質(zhì)量相同)：E3>E2>E1v2>v1>v3>v2'(2)加速度大小關(guān)系：

P點：

Q點：技法3返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引08年9月25日至28日我國成功實施了“神舟”七號載入航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點P點343km處，由橢圓軌道變成高度為343km的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90min，如圖所示。下列判斷正確的是（

）典例2.A.飛船在P點變軌前后的速度大小相等

B.飛船在軌道2上運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度C.飛船在軌道2上運行時的機械能大于在軌道1上運行時的機械能D.飛船變軌前通過軌道1上P點時的向心加速度大于沿軌道2運動的向心加速度練習(xí)返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引1.

關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是（

）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動的最大速度。B.它是人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上的最小運行速度。C.它是能使衛(wèi)星繞地球運行的最大發(fā)射速度。D.它是人造衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運行時在近地點的速度2.我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”是顆定點在赤道上空的同步軌道衛(wèi)星。關(guān)于“天鏈一號01星”下列說法不正確的是()

A.運行速度小于7.9km/sB.繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大C.離地面高度一定，相對地面靜止D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等練習(xí)1返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引3.我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星簡化后的路線示意圖如圖所示。衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，然后在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道，衛(wèi)星開始對月球進(jìn)行探測。已知地球與月球的質(zhì)量之比為a，衛(wèi)星的停泊軌道與工作軌道的半徑之比為b，衛(wèi)星在停泊軌道與工作軌道上均可視為做勻速圓周運動，則()

練習(xí)2返回首頁知識導(dǎo)學(xué)技法指導(dǎo)練習(xí)提能課后作業(yè)學(xué)標(biāo)指引4.如圖所示，一顆在赤道上空運行的人造衛(wèi)星，其軌道半徑R=2R0(R0為地球半徑)，衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，設(shè)地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω0，地球表面重力加速度為g。若取離地心無限遠(yuǎn)處為零勢能參考點，可知離地心距離為r處的衛(wèi)星的重力勢能表達(dá)式為，(其中M為地球質(zhì)量、m為衛(wèi)星的質(zhì)量，本題中這兩個量都是未知量)

。試求：(1)若某時刻衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方