高中物理宇宙航行新课标人教版必修

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1、宇宙航行一、人造卫星的发射原理二、宇宙速度三、人造卫星的运动规律四、人造卫星的超重和失重五、地球同步卫星5宇宙航行一、人造卫星的发射原理牛顿设想：抛出速度很大时，物体就不会落加地面设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星在圆轨道上运行，质量为m，轨道半径为r。那么，在该轨道上做匀速圆周运动的卫星的速度v如何推算？卫星离地心越远，它运行的速度越慢。这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度，叫做第一宇宙速度。近地面的卫星的速度是多少呢？二、宇宙速度1、第一宇宙速度：(环绕速度）V1=7.9km/s地球11.2km/s>v>7

2、.9km/s2、第二宇宙速度：(脱离速度)V2=11.2km/sV3=16.7km/s3、第三宇宙速度：（逃逸速度）→人造行星→人造恒星人造卫星概念辨析发射速度和运行速度1、发射速度：是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度。2、运行速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。r↗v↘近地卫星其它卫星①宇宙速度均指发射速度②第一宇宙速度为在地面发射卫星的最小速度，也是环绕地球运行的最大速度三、人造卫星的运动规律可见：v、ω、T与r为一一对应关系练习：求近地卫星的周期我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢？四、人造卫星的超重和失重1、发射和

3、回收阶段发射加速上升超重回收减速下降超重2、沿圆轨道正常运行只受重力a=g完全失重与重力有关的现象全部消失天平弹簧秤测重力液体压强计五、地球同步卫星1、所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它在轨道上跟着地球自转，同步地做匀速圆周运动，它的周期：T＝24h2、所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上，即同步卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星离地面高度为定值。对同步卫星：其r、v、ω、T、g均为定值h练习：求同步卫星离地面高度地球同步卫星能否位于厦门正上方某一确定高度h？同步卫星为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地

4、球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较凡是人造卫星的问题都可从下列关系去列运动方程，即:重力=万有引力=向心力2、两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径之比R1∶R2=3∶1，下列有关数据之比正确的是()A、周期之比T1∶T2=3∶1B、线速度之比v1∶v2=3∶1C、向心力之比F1∶

5、F2=1∶9D、向心加速度之比a1∶a2=1∶9例题分析1、人造地球卫星的轨道半径越大，则()A、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小C、加速度越小,周期越大D、角速度越小,加速度越大BCD1999年5月10日，我国成功地发射了“一箭双星”，将“风云1号”气象卫星和“实验5号”科学实验卫星送入离地面870km的轨道，已知地球半径为6400km，这两颗卫星的运动速度约为A、11.2km／sB、7.9km／sC、7.4km／sD、2.1km／sC例题分析h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.

6、8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者比较赤道轨道极地轨道倾斜轨道同步轨道自转轴在某星球表面上以v0竖直上抛一物体，经时间t回到抛出点，问在此星球上至少以多大的速度水平抛出该物，才能是该物不再回到星球上？（设星球的半径为R）例题分析完全解读P125考题3竖直上抛近地运行抛体运动与万有引力综合根据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是：A、若V与R成正

7、比，则环为连续物；B、若V2与R成正比，则环为小卫星群；C、若V与R成反比，则环为连续物；D、若V2与R成反比，则环为小卫星群。例题分析完全解读P125考题3AD同步卫星离地距离r，运行速率为V1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为V2，地球半径为R，则A、B、C、D、例题分析完全解读P125考题3AD用m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离开地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地面处的重力加速度，ω0表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受的地球对它的万有引力的大小为[]BC例题分析完全解读P135

8、例4例题分析完全解读P127考题91、求最小密度2、求第一宇宙速度白矮星问题例题分析完全解读P128考题10