2017-2018學(xué)年物理人教版必修2課件第6章萬有引力與航天第5節(jié)

第5節(jié)宇宙航行[學(xué)考報(bào)告]知識內(nèi)容宇宙航行考試要求必考加試c基本要求1.了解人造地球衛(wèi)星的最初構(gòu)想2．會分析人造地球衛(wèi)星的受力和運(yùn)動(dòng)情況3．知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會推導(dǎo)第一宇宙速度發(fā)展要求1.會解決涉及人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的較簡單的問題2．感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感說明1.不要求掌握人類進(jìn)行宇宙航行的有關(guān)史實(shí)2．不要求掌握有關(guān)黑洞的知識3．不要求掌握氣象衛(wèi)星觀測系統(tǒng)的工作原理4．不要求計(jì)算與引力勢能有關(guān)的問題知識點(diǎn)一宇宙速度[基礎(chǔ)梳理]宇宙速度數(shù)值意義第一宇宙速度________這是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度，若7.9km/s≤v<11.2km/s，物體繞___________運(yùn)行(環(huán)繞速度)第二宇宙速度________這是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，若11.2km/s≤v<16.7km/s，物體繞___________運(yùn)行第三宇宙速度________這是物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度，若v≥16.7km/s，物體將脫離太陽引力束縛在___________運(yùn)行7.9km/s地球11.2km/s太陽16.7km/s宇宙空間說明：(1)關(guān)于第一宇宙速度有三種說法：第一宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星所必須達(dá)到的___________速度，是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度。(2)若人造行星的發(fā)射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s(如圖1所示)，則衛(wèi)星______________的軌跡為橢圓；若發(fā)射速度等于或大于11.2km/s時(shí)，衛(wèi)星就會脫離地球的引力，不再繞地球運(yùn)行；若人造衛(wèi)星的發(fā)射速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，衛(wèi)星繞___________的軌跡為橢圓，成為一顆人造行星；如果發(fā)射速度大于或等于16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛，飛到___________以外的空間。最小繞地球運(yùn)動(dòng)太陽運(yùn)動(dòng)太陽系【例1】

以下關(guān)于宇宙速度的說法中正確的是(

) A．衛(wèi)星繞地球做圓軌道運(yùn)行的速度都是第一宇宙速度

B．衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)在近地點(diǎn)的速度是第二宇宙速度

C．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星做圓軌道運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度

D．地球上的物體無論以多大的速度發(fā)射都不可能脫離太陽的束縛[典例精析][即學(xué)即練]1．人造地球衛(wèi)星：

(1)概念：如圖2所示，當(dāng)物體的___________足夠大時(shí)，它將會圍繞___________旋轉(zhuǎn)而不再落回地面，成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的人造衛(wèi)星。知識點(diǎn)二人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)[基礎(chǔ)梳理]初速度地球 (2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：一般情況下可認(rèn)為人造衛(wèi)星繞地球做___________運(yùn)動(dòng)。

(3)向心力來源：人造地球衛(wèi)星的向心力由_____________________提供。2．所有衛(wèi)星的軌道平面均過___________。勻速圓周地球?qū)λ娜f有引力地心小小小大【例2】

如圖3所示，在同一軌道平面上的幾顆人造地球衛(wèi)星A、B、C，下列說法正確的是(

)[典例精析]2．(2016·9月金華十校聯(lián)考)2012年9月我國采用一箭雙星的方式發(fā)射了“北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)”(BDS)。系統(tǒng)中的兩顆圓軌道半徑均為21332km的“北斗－M5”和“北斗－M6”衛(wèi)星，其軌道如圖4所示。兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)[即學(xué)即練]A．兩顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的向心加速度大小相等B．兩顆衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行速率均大于7.9km/sC．北斗－M5繞地球的運(yùn)行周期大于地球的自轉(zhuǎn)周期D．北斗－M6繞地球的運(yùn)行速率大于北斗－M5的運(yùn)行速率 1984年4月8日，我國成功地發(fā)射了一顆地球同步通訊衛(wèi)星，8天后定位于東經(jīng)125°的赤道上空。相對于地面靜止的、跟地球自轉(zhuǎn)同步的人造衛(wèi)星叫作地球同步衛(wèi)星，它的主要用途是通信，又稱為通信衛(wèi)星。同步衛(wèi)星有以下幾個(gè)特點(diǎn)。1．周期一定：它的運(yùn)動(dòng)周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期T＝24h。2．角速度一定：同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。知識點(diǎn)三同步衛(wèi)星[基礎(chǔ)梳理]6．向心加速度大小一定：由于所有同步衛(wèi)星到地心的距離相等，所以，它們繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小都相等，a≈0.23m/s2。7．軌道一定

(1)因?yàn)橥叫l(wèi)星相對于地球靜止，繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，只能在赤道的正上方。

(2)由于同步衛(wèi)星的周期、角速度、線速度是確定的，故軌道半徑也是確定的。 注意(1)所有同步衛(wèi)星的周期T、軌道半徑r、環(huán)繞速度v、角速度ω及向心加速度a的大小均相同。

(2)所有國家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運(yùn)動(dòng)且都相對靜止。【例3】

我國“中星11號”商業(yè)通信衛(wèi)星是一顆同步衛(wèi)星，它定點(diǎn)于東經(jīng)98.2度的赤道上空，關(guān)于這顆衛(wèi)星的說法正確的是(

) A．運(yùn)行速度大于7.9km/s B．離地面高度一定，相對地面靜止

C．繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度小

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[典例精析]3．(2016·9月紹興適應(yīng)性考試)我國衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)首發(fā)星，被譽(yù)為中國版海事衛(wèi)星的天通一號01星，在2016年8月6日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空并進(jìn)入距離地球約三萬六