《宇宙航行》教學(xué)課件

第七章萬有引力與宇宙航行4．宇宙航行學(xué)習(xí)目標：1.[科學(xué)思維]了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想，會推導(dǎo)第一宇宙速度。2.[科學(xué)思維]知道同步衛(wèi)星和其他衛(wèi)星的區(qū)別，會分析人造地球衛(wèi)星的受力和運動情況并解決涉及人造地球衛(wèi)星運動的較簡單的問題。3.[科學(xué)思維]了解發(fā)射速度與環(huán)繞速度的區(qū)別與聯(lián)系，理解天體運動中的能量觀。4.[科學(xué)態(tài)度與責(zé)任]了解宇宙航行的歷程和進展，感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感。自主預(yù)習(xí)探新知知識梳理閱讀本節(jié)教材，回答第59頁“問題”并梳理必要知識點。教材第59頁“問題”提示：這個速度是7.9km/s。一、宇宙速度1．第一宇宙速度(1)物體繞地球速度推導(dǎo)：物體繞地球的運動可視作勻速圓周運動，萬有引力提供物體運動所需的向心力，有

，由此解出v＝________(m地為地球質(zhì)量，r為物體做圓周運動的軌道半徑)。(2)數(shù)值：已知地球的質(zhì)量，近似用地球半徑R代替r，算出v＝

＝___________，這就是物體在地球附近繞地球做勻速圓周運動的速度，叫作第一宇宙速度。7.9km/s

第一宇宙速度的其他三種叫法：最小發(fā)射速度、最大環(huán)繞速度、近地繞行速度。2．第二宇宙速度當飛行器的速度等于或大于____________時，它就會克服地球的引力，永遠離開地球。我們把____________叫作第二宇宙速度。3．第三宇宙速度在地面附近發(fā)射飛行器，如果要使其掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外，必須使它的速度等于或大于____________，這個速度叫作第三宇宙速度。11.2km/s11.2km/s16.7km/s圖解三個宇宙速度二、人造地球衛(wèi)星載人航天與太空探索1．同步衛(wèi)星：地球同步衛(wèi)星位于____上方高度約36000km處，因相對地面靜止，也稱靜止衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星與地球以相同的______轉(zhuǎn)動，周期與地球________相同。2．1957年10月，蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆____________。1969年7月，美國“阿波羅11號”登上____。2003年10月15日，我國“神舟五號”把航天員______送入太空。赤道角速度自轉(zhuǎn)周期人造地球衛(wèi)星月球楊利偉××√×1．思考判斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)衛(wèi)星的運行速度隨軌道半徑的增大而增大。 ()(2)繞地球做圓周運動的人造衛(wèi)星的速度可以是10km/s。 ()(3)在地面上發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度是7.9km/s。 ()(4)同步衛(wèi)星可以“靜止”在北京的上空。 ()2．中國計劃于2020年發(fā)射火星探測器，探測器發(fā)射升空后首先繞太陽轉(zhuǎn)動一段時間再調(diào)整軌道飛向火星。火星探測器的發(fā)射速度(

)A．等于7.9m/sB．大于16.7m/sC．大于7.9m/s且小于11.2m/sD．大于11.2m/s且小于16.7m/sD[解析]

[第一宇宙速度為7.9km/s，第二宇宙速度為11.2km/s，第三宇宙速度為16.7km/s，由題意可知：火星探測器的發(fā)射速度大于11.2km/s且小于16.7km/s，故D正確。]3．關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是(

)A．所有地球同步衛(wèi)星一定在赤道上空B．不同的地球同步衛(wèi)星，離地高度不同C．不同的地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小不相等D．所有地球同步衛(wèi)星受到的向心力大小一定相等A[解析]

[地球同步衛(wèi)星一定位于赤道上方，周期一定，離地面高度一定，向心加速度大小一定，A正確，B、C錯誤；由于F＝

，所以不同的衛(wèi)星質(zhì)量不同，其向心力也不同，D錯誤。]

合作探究攻重難考點1宇宙速度的理解與計算發(fā)射衛(wèi)星，要有足夠大的速度才行。(1)怎樣求地球的第一宇宙速度？不同星球的第一宇宙速度是否相同？(2)把衛(wèi)星發(fā)射到更高的軌道上需要的發(fā)射速度越大還是越??？提示：(1)根據(jù)

，得

；可見第一宇宙速度由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定；不同星球的第一宇宙速度不同。(2)軌道越高，需要的發(fā)射速度越大。

數(shù)值意義說明第一宇宙速度(環(huán)繞速度)7.9km/s物體在地球附近繞地球做勻速圓周運動的速度7.9km/s是衛(wèi)星在地面附近的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動的最大速度，在地面附近發(fā)射速度7.9km/s<v<11.2km/s，衛(wèi)星在橢圓軌道上繞地球運動1．三個宇宙速度

數(shù)值意義說明第二宇宙速度(逃逸速度)11.2km/s物體掙脫地球引力的束縛，離開地球的最小發(fā)射速度當11.2km/s≤v<16.7km/s時，衛(wèi)星脫離地球引力的束縛，成為太陽系的一顆“小行星”

數(shù)值意義說明第三宇宙速度16.7km/s物體掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去的最小發(fā)射速度當v≥16.7km/s時，衛(wèi)星脫離太陽的引力束縛，跑到太陽系以外的宇宙空間中去2．第一宇宙速度的兩種推導(dǎo)方法對于近地人造衛(wèi)星，軌道半徑r近似等于地球半徑R＝6400km，衛(wèi)星在軌道處所受的萬有引力近似等于衛(wèi)星在地面上所受的重力，g取9.8m/s2，則萬有引力提供向心力

方法一：方法二：

衛(wèi)星重力提供向心力萬有引力近似等于衛(wèi)星重力[特別提醒]

上述兩種推導(dǎo)地球第一宇宙速度的方法，也可以推廣運用到其他星球上去。知道某個星球的質(zhì)量M和半徑R，即可用

求得該星球的第一宇宙速度；同樣，若知道該星球的半徑R和重力加速度g，也可用

求得該星球的第一宇宙速度。

3．決定因素由第一宇宙速度的計算式

可以看出，第一宇宙速度的值由中心天體決定，第一宇宙速度的大小取決于中心天體的質(zhì)量M和半徑R，與衛(wèi)星無關(guān)。

4．對發(fā)射速度和環(huán)繞速度的理解(1)“最小發(fā)射速度”：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難，因為發(fā)射衛(wèi)星要克服地球?qū)λ囊?。近地軌道是人造衛(wèi)星的最低運行軌道，而近地軌道的發(fā)射速度就是第一宇宙速度，所以第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度。(2)“最大環(huán)繞速度”：在所有環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星中，近地衛(wèi)星的軌道半徑最小，由

可得

，軌道半徑越小，線速度越大，所以在這些衛(wèi)星中，近地衛(wèi)星的線速度即第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度。

【例1】2020年3月9日19時55分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十四顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道。若已知地球表面重力加速度為g，引力常量為G，地球的第一宇宙速度為v1，則(

)A．根據(jù)題給條件可以估算出地球的質(zhì)量B．據(jù)題給條件不能估算地球的平均密度C．第一宇宙速度v1是人造地球衛(wèi)星的最大發(fā)射速度，也是最小環(huán)繞速度D．在地球表面以速度2v1發(fā)射的衛(wèi)星將會脫離太陽的束縛，飛到太陽系之外A[解析]

[設(shè)地球半徑為R，則地球的第一宇宙速度為

，對近地衛(wèi)星有

，聯(lián)立可得

，A正確；地球體積

，結(jié)合

，可以估算出地球的平均密度為,B錯誤；第一宇宙速度v1是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是最大的環(huán)繞速度，C錯誤；第一宇宙速度v1＝7.9km/s，

第二宇宙速度v2＝11.2km/s，第三宇宙速度v3＝16.7km/s，在地球表面以速度2v1發(fā)射的衛(wèi)星，速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，此衛(wèi)星成為繞太陽運動的衛(wèi)星，D錯誤。]地球三種宇宙速度的理解(1)三種宇宙速度均指在地球上的發(fā)射速度。(2)第一宇宙速度是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動的最大速度，也是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。(3)軌道半徑越大的衛(wèi)星，其運行速度越小，但其地面發(fā)射速度越大。[跟進訓(xùn)練]1．(宇宙速度的定性分析)(多選)下列關(guān)于三種宇宙速度的說法正確的是(

)A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2km/s，則人造衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運行時的速度大于等于v1，小于v2B．美國發(fā)射的“鳳凰號”火星探測衛(wèi)星，其發(fā)射速度大于第三宇宙速度C．第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽運行的人造小行星的最小發(fā)射速度D．第一宇宙速度7.9km/s是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運動的最大運行速度CD[解析]

[根據(jù)

可知，衛(wèi)星的軌道半徑r越大，即距離地面越遠，衛(wèi)星的環(huán)繞速度越小，v1＝7.9km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大運行速度，選項D正確；實際上，由于人造衛(wèi)星的軌道半徑都大于地球半徑，故衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運行時的速度都小于第一宇宙速度，選項A錯誤；美國發(fā)射的“鳳凰號”火星探測衛(wèi)星，仍在太陽系內(nèi)，所以其發(fā)射速度小于第三宇宙速度，選項B錯誤；第二宇宙速度是使物體掙脫地球引力的束縛而成為太陽的一顆人造小行星的最小發(fā)射速度，選項C正確。]

2．(第一宇宙速度的定量計算)已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為(

)A．3.5km/s

B．5.0km/sC．17.7km/s D．35.2km/sA[解析]

[構(gòu)建公轉(zhuǎn)模型，對衛(wèi)星由萬有引力提供向心力，有

，對近地衛(wèi)星

，同理對航天器材有

，聯(lián)立兩式有

，而v近地≈7.9km/s，解得v航＝3.5km/s，A正確。]

考點2人造地球衛(wèi)星如圖所示，在地球的周圍，有許多的衛(wèi)星在不同的軌道上繞地球轉(zhuǎn)動。(1)這些衛(wèi)星的軌道平面有什么特點？(2)這些衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、向心加速度等跟什么因素有關(guān)呢？提示：(1)軌道平面過地心。(2)與軌道半徑有關(guān)。1．人造地球衛(wèi)星的動力學(xué)特征人造地球衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動，可以視為勻速圓周運動，其所需的向心力只能由萬有引力提供，故有

和

。此兩式就表明了人造地球衛(wèi)星的動力學(xué)特征。

2．人造地球衛(wèi)星的軌道衛(wèi)星繞地球運動的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓軌道，但軌道平面一定過地心。(1)衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運動時，地心是橢圓的一個焦點，衛(wèi)星的周期和半長軸的關(guān)系遵從開普勒第三定律。(2)衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運動時，因為地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供了衛(wèi)星繞地球運動的向心力，而萬有引力指向地心，所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心。(3)衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步衛(wèi)星)，也可以和赤道平面垂直，還可以和赤道平面成任一角度。如圖所示。3．人造地球衛(wèi)星的運動學(xué)特征(1)人造地球衛(wèi)星的兩個速度①發(fā)射速度：指將人造衛(wèi)星送入預(yù)定軌道運行所必須具有的速度。衛(wèi)星離地面越高，衛(wèi)星的發(fā)射速度越大。②繞行速度：指衛(wèi)星在進入軌道后繞地球做勻速圓周運動的線速度。根據(jù)

可知，衛(wèi)星越高，半徑越大，衛(wèi)星的繞行速度就越小。

(2)人造地球衛(wèi)星的運動學(xué)特征①由

得，

，即有

，說明衛(wèi)星的運行軌道半徑越大，其運行線速度就越小。

是人造地球衛(wèi)星線速度的決定公式。

②由

得，

，即有

，說明人造地球衛(wèi)星的運行軌道半徑越大，角速度越小。

是人造地球衛(wèi)星角速度的決定公式。③由

得

，即衛(wèi)星的向心加速度

，運行軌道半徑越大，向心加速度越小，與衛(wèi)星自身的質(zhì)量無關(guān)。

④由

得，

，即有

，說明人造地球衛(wèi)星的運行軌道半徑越大，其運行周期就越長。

是人造地球衛(wèi)星周期的決定公式。人造地球衛(wèi)星繞地球運動的最小周期約為85分鐘。

4．地球同步衛(wèi)星(1)概念：相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星，叫作地球同步衛(wèi)星。(2)特點①確定的轉(zhuǎn)動方向：和地球自轉(zhuǎn)方向一致。②確定的周期：和地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T＝24h。③確定的角速度：等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。④確定的軌道平面：所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方，其軌道平面必須與赤道平面重合。⑤確定的高度：離地面高度固定不變(3.6×104km)。⑥確定的環(huán)繞速率：線速度大小一定(3.1×103m/s)?！纠?】(多選)已知地球質(zhì)量為m地，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是(

)A．衛(wèi)星距地面的高度為B．衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C．衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為D．衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度BD

[解析]

[由

得衛(wèi)星距地面的高度為

，選項A錯誤；第一宇宙速度是最小的發(fā)射衛(wèi)星的速度，是衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度，選項B正確；同步衛(wèi)星距地面有一定的高度h，受到的向心力大小為

，選項C錯誤；由得衛(wèi)星運行的向心加速度為

，由

得地球表面的重力加速度為

，選項D正確。]

解決同步衛(wèi)星問題的技巧1．同步衛(wèi)星與一般的衛(wèi)星遵循同樣的規(guī)律，所以解決一般衛(wèi)星問題的思路、公式均可運用在同步衛(wèi)星問題的解答中。2．同步衛(wèi)星同時又具備自身的特殊性，即有確定的周期、角速度、加速度、線速度、高度、軌道半徑、軌道平面。[跟進訓(xùn)練]3．(人造地球衛(wèi)星的軌道)(多選)如圖所示的圓a、b、c，其圓心均在地球自轉(zhuǎn)軸線上，b、c的圓心與地心重合，b所在平面與地球自轉(zhuǎn)軸線垂直，對環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星而言(

)

A．衛(wèi)星的軌道可能為aB．衛(wèi)星的軌道可能為bC．衛(wèi)星的軌道可能為cD．同步衛(wèi)星的軌道一定為與b共面的某一同心圓BCD[解析]

[物體做勻速圓周運動時，物體所受的合外力方向一定要指向圓心，對于環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星而言，就要求所受的萬有引力指向地心，故A錯誤，B、C正確；對于同步衛(wèi)星來說，由于相對地球表面靜止，所以同步衛(wèi)星應(yīng)在赤道的正上方，D正確。]4．(地球同步衛(wèi)星)(多選)用m表示地球通信衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)的質(zhì)量，h表示它離地面的高度，R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，ω表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則通信衛(wèi)星所受萬有引力的大小為(

)A．0 B．C． D．以上結(jié)果都不正確BC

[解析][近地表面的重力近似等于萬有引力大小，即，則有GM＝gR2，當通信衛(wèi)星在距離地面高h處運行時，其受到的萬有引力大小

，選項B正確；另外，同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，因此

，所以

，

，

選項C正確。]

考點3載人航天與太空探索如圖，2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空，標志著我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期。(1)為什么發(fā)射速度越大，運行速度反而更小呢？是否違背了能量守恒定律？(2)發(fā)射人造衛(wèi)星時，實際上是火箭把人造衛(wèi)星送入軌道的，那么發(fā)射速度又該怎樣理解呢？提示：(1)發(fā)射速度越大，把衛(wèi)星送到的軌道高度越高，即運行軌道半徑越大，由

得

，r越大v越?。徊贿`背能量守恒。(2)發(fā)射高軌道衛(wèi)星時，一般先利用火箭將衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道運行，然后在空中點火加速，衛(wèi)星進入轉(zhuǎn)移軌道，到達需要的高度(軌道)，再次利用空中點火加速，當引力和向心力相等時，人造衛(wèi)星穩(wěn)定在高軌道運行。

1．宇宙飛船的發(fā)射(1)發(fā)射人造衛(wèi)星或宇宙飛船應(yīng)選擇靠近赤道處來建較高的發(fā)射塔，而且發(fā)射時發(fā)射的方向都是向東發(fā)射。這是什么原因呢？因為這樣可節(jié)省火箭燃料。地球自西向東自轉(zhuǎn)，隨地球緯度變化，各處自轉(zhuǎn)的線速度也不同。在赤道處，地球自轉(zhuǎn)的線速度最大，自轉(zhuǎn)的線速度大小隨緯度的增大而減小，在南北兩極速度為零。順著地球自轉(zhuǎn)方向，在赤道附近向東發(fā)射傾角為零的衛(wèi)星，這時就可以充分利用發(fā)射的衛(wèi)星隨地球自轉(zhuǎn)的慣性，宛如“順水推舟”，節(jié)省能量。(2)發(fā)射人造衛(wèi)星(或飛船)進入軌道運行，近地環(huán)繞的圓軌道上的衛(wèi)星(或飛船)的最大環(huán)繞速度

，若衛(wèi)星(或飛船)的運行軌道為橢圓軌道，則近地速度為7.9km/s<v<11.2km/s。因而最小的發(fā)射速度

，發(fā)射的衛(wèi)星(或飛船)距地面越高，環(huán)繞速度雖然較小，但需克服引力做功更多，因此，火箭所需燃燒的燃料就會更多，說明衛(wèi)星(或飛船)距地面越高，所具有的機械能也就越大。(功和機械能概念第八章學(xué)習(xí))

2．衛(wèi)星軌道變化分析發(fā)射同步衛(wèi)星及比較遠的衛(wèi)星一般不采用普通衛(wèi)星的直接發(fā)射方法，而是采用變軌道發(fā)射。如圖所示，首先，利用第一級火箭將衛(wèi)星送到180～200km的高空，然后依靠慣性進入停泊軌道1。當?shù)竭_赤道上空時，第二、三級火箭點火，衛(wèi)星進入位于赤道平面內(nèi)的橢圓轉(zhuǎn)移軌道2，且軌道遠地點P的高度為35800km。當?shù)竭_遠地點時，衛(wèi)星啟動發(fā)動機，然后改變運行方向進入同步軌道3。這種發(fā)射方法有兩個特點：一是對火箭推力要求較低；二是發(fā)射場地在赤道上最好?！纠?】(多選)如圖所示，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道Ⅱ，則(

)A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運行速度大于7.9km/sC．在橢圓軌道上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度D．衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道Ⅰ進入軌道ⅡCD[解析]

[11.2km/s是衛(wèi)星脫離地球引力束縛的發(fā)射速度，而同步衛(wèi)星仍然繞地球運動，故選項A錯誤；7.9km/s(第一宇宙速度)是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是衛(wèi)星做圓周運動最大的環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星運動的線速度一定小于第一宇宙速度，故選項B錯誤；橢圓軌道Ⅰ上，P是近地點，故衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度，衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的Q點做向心運動，只有加速后才能沿軌道Ⅱ運動，故選項C、D正確。](1)衛(wèi)星變軌時，①內(nèi)軌道→外軌道，在兩軌道交接點加速；②外軌道→內(nèi)軌道，在兩軌道交接點減速；③變軌前后，衛(wèi)星在兩軌道交接點的加速度相同，

，與軌道無關(guān)。(2)穩(wěn)定軌道：衛(wèi)星在圓軌道上由低軌道運動至高軌道，線速度v將減小，角速度ω將減小，周期T將增大，向心加速度a將減小。衛(wèi)星在橢圓軌道上由近地點運動至遠地點，線速度v將減小，加速度a也將減小。

[跟進訓(xùn)練]5．(多選)發(fā)射同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1。然后經(jīng)點火，使衛(wèi)星沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是(

)A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度答案：BD[解析]

[衛(wèi)星繞地球做圓周運動的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，由

，可得

，

，則軌道半徑越大，線速度與角速度越小，選項A錯誤，B正確；根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，可得

，此處r為衛(wèi)星到地心的距離，所以，在軌道1、2上衛(wèi)星經(jīng)過Q點時的加速度相等，在軌道2、3上衛(wèi)星經(jīng)過P點時的加速度也相等，選項C錯誤，D正確。]

當堂達標固雙基1．關(guān)于宇宙速度的說法，正確的是(

)A．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運行時的最大速度B．第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度C．人造地球衛(wèi)星運行時的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間D．第三宇宙速度是物體逃離地球的最小速度A[解析]

[第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，同時也是人造地球衛(wèi)星的最大運行速度，故A正確，B、C錯誤；第二宇宙速度是物體逃離地球的最小速度，D錯誤。]2．(多選)關(guān)于環(huán)繞地球運行的衛(wèi)星，下列說法正確的是(

)A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，可能具有相同的周期B．沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空運行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D．沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會重合AB[解析]

[分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，可能具有相同的周期，故A正確；沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)星，在軌道對稱的不同位置具有相同的速率，故B正確；根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：

，其中R為地球半徑，h為同步衛(wèi)星離地面的高度。由于同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以T為一定值，根據(jù)上面等式得出：同步衛(wèi)星離地面的高度h也為一定值，故C錯誤；沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面不一定重合，但圓心都在地心，故D錯誤。]

3．我國發(fā)射的“天宮一號”和“神舟八號”