万有引力与航天教案②

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1、航天问题一、三种宇宙速度比较宇宙速度数值(km/s)音义宙速度7.9这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，若7.9km/s^v<11.2km/s,物体绕运行(环绕速度)第二宇宙速度11.2这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，若11.2km/sWX16.7km/s,物体绕运行(脱离速度)第三宇宙速度16.7这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，若v^16.7km/s,物体将脱离在宇宙空间运行(逃逸速度)二、人造卫星1.人造卫星的动力学特征万有引力提供向心力，即G苇匸=m[=mro?=m(^-)2厂。2.人造卫星的运动学特征(1)线速度v：v=,随着轨道半径的增大，卫

2、星的线速度减小。(2)角速度3:3=,随着轨道半径的增大，卫星的角速度减小。(3)周期T：T=,随看轨道半径的增人，卫星的周期增大。3•地球同步卫星的特点⑴轨道平面一定：o(2)周期一•定：与地球,即T=24h=86400s。(3)角速度一定：与地球自转的。(4)高度一•定：据G弊厂得厂=(GW=4.24X104km,卫星离地面高度h=r-R^6R(为rT-V4右恒量)。(5)速率一•定：运动速度v=27rr/T=3.07km/s(为恒量)。(6)绕行方向-淀：与地球自转的。4.极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球占转，极地卫星可以实现全球覆

3、盖。(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于，其运行线速度约为7.9km/so(3)两种卫星的轨道平面一定通过。1.(2012-江苏苏、锡、常、镇四市统考)“神舟七号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是()A.航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼B.悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状C.航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬D.从飞船舱外自由釋放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等2•由于通讯和广播等方而的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的()A.质量可以不

4、ii]B.轨道半径可以不同C.轨道

5、平面可以不同D.速率可以不同3.(2012-江西九校联考)某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R,地面重力加速度为go下列说法正确的是()A.人造卫星的最小周期为兀低7?B卫星在距地面高度R处的绕行速度吋C.卫星在业地面高度R处的加速度为$4D.地球同步卫星的速率比近地卫星的速率小，所以发射同步卫星所需的能量较小1.（2012-江苏无锡期末）“嫦娥二号”于2010年10月1H发射，其环月飞行的高度距离月球表而100km,所探测到的有关月球的数据比环月E行高度为200km的“嫦娥一号”更加翔实，若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，贝"）,A.“

6、嫦娥二号”环月运行时的周期比“嫦娥一号”小B.“嫦娥二号”环刀运行时的线速度比“嫦娥一号”小C.“嫦娥二号”坏刀运行时的角速度比“嫦娥一号”小D.“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”小一、卫星绕地球的转动与物体随地球自转的比较自主探究1a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面内做匀速鬪周运动、距地面9.6X106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于。的正上方（如图甲所示），经48h,a、b、c的人致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4X106m,地球表而重力加速度g=10m/s2,71=>/10（）I•bII◎卩!••CD乙A.B思考1：地球同步卫

7、星的周期是多少？思考2：b卫星的周期是多少？归纳要点卫星绕地球的转动与物体随地球白转的比较项目卫星绕地球的转动物体随地球自转的转动向心力地球对卫星的引力地球对物体的引力和地面支持力的合力向心力的方向指向地心垂直指向地轴向心加速度°】=G岁4兀z如-eR-丁2=0.034m/s二.近地卫星、同步卫星和月球的比较自主探究2某A空站在地球赤道平而内的圆周轨道上运行，其离地而高度为地球同步卫星离地而高度的六分z-,K运行方向与地球自转方向一致。下列关于该太空站的说法正确的冇（）A・运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度A.运行的速度等于同步卫星运行速度的&倍B.站在地球赤道上的

8、人可观测到它向西运动C.在该太空站内工作的宇航员因受到平衡力作用而处于悬浮状态思考1：太空站做圆周运动的加速度由哪些力提供？思考2：太空站运行速度和同步卫星运行速度如何求解？哪个大？思考3：太空站内宇航员悬浮的原因是什么？归纳要点1.地球同步卫星特点(1)只能定位于赤道正上方。(2)周期等于地球自转周期，T=24ho(3)高度一定，h=6R(R为地球半径)，即轨道半径r=7R0(4)速度小于第一宇宙速度，y〜3.1km/s。2.近地卫星的特点(1)认为贴近地球表面运行，h=0,即轨道半径r=R.(2)周期为所有卫星周期最小值，