高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案二十三

1、高三物理一輪復(fù)習(xí)學(xué)案（二十三） 班級 姓名 學(xué)號 【課 題】人造衛(wèi)星 宇宙速度【教學(xué)要求】1、知道人造衛(wèi)星運(yùn)行的規(guī)律，了解各種衛(wèi)星的特點(diǎn)2、理解三個(gè)宇宙速度的物理意義?！局R要點(diǎn)】一、人造地球衛(wèi)星1、當(dāng)物體的速度足夠大時(shí)，物體繞地球運(yùn)動，這樣的物體就成為人造地球衛(wèi)星2、人造地球衛(wèi)星的軌道是以地球球心為圓心（或焦點(diǎn)）的圓（或橢圓）軌道，一般認(rèn)為是圓形軌道。3、提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力就是地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力。二、人造地球衛(wèi)星的線速度v，角速度，周期T與衛(wèi)星軌道半徑的關(guān)系，由于F引=F向 所以，G=m 1、線速度v v=，v隨r的增大而減小，r=R地時(shí)，vmax。2、角速度 =，隨r的增大而

2、減小，r=R地時(shí)，max。3、周期T T= =2，T隨r的增大而增大，r=R地時(shí)，Tmin。三、三大宇宙速度：1、第一宇宙速度：就是指人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具有的速度，即r=R地時(shí)，v=7.9km/s說明：注意區(qū)別發(fā)射速度和運(yùn)行速度2、第二宇宙速度：v=11.2km/s3、第三宇宙速度：v=16.7km/s4、人造地球衛(wèi)星中的超重和失重：衛(wèi)星發(fā)射時(shí)，在加速上升的過程中，以及衛(wèi)星從外空間進(jìn)入大氣層向下降落的減速運(yùn)動過程中都具有向上的加速度，這時(shí)發(fā)生超重現(xiàn)象，衛(wèi)星進(jìn)入軌道以后，由于萬有引力全部用來產(chǎn)生向心加速度，因而衛(wèi)星及衛(wèi)星中的物體都處于完全失重狀態(tài)，在衛(wèi)星運(yùn)動中同樣遵循機(jī)

3、械能守恒定律。5、同步衛(wèi)星：是指相對于地面靜止不動的衛(wèi)星。地球同步衛(wèi)星特點(diǎn)有“五定”，即定周期（運(yùn)動周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，T=24h），定軌道平面（所有地球同步衛(wèi)星的軌道平面在赤道平面內(nèi)）；定高度（離地高度36000km，約5.6R地)；定速度（運(yùn)轉(zhuǎn)速度為3.1103m/s）；定點(diǎn)（每顆同步衛(wèi)星都定點(diǎn)在世界衛(wèi)星組織規(guī)定位置上）?！镜湫推饰觥坷? （08年高考山東卷理綜）據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號Ol星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)770赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是（ ）A、運(yùn)

4、行速度大于7.9 kms； 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)行的角速度大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例2 （08年高考廣東卷物理）如是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測，下列說法正確的是（ ） 發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度 在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比在繞圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力例3 （2008年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市高三教學(xué)情況調(diào)查）2007年11月5日

5、，“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200km的點(diǎn)進(jìn)行第一次剎車制動”后被月球俘獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，然后，衛(wèi)星在點(diǎn)又經(jīng)過兩次“剎車制動”，最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，則下列說法正確的是( )A衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動的周期比沿軌道運(yùn)動的周期長B衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動的周期比沿軌道運(yùn)動的周欺短C衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動的加速度小于沿軌道運(yùn)動到點(diǎn)（尚未制動）時(shí)的加度度D衛(wèi)早在軌道上運(yùn)動的加速度等于沿軌道運(yùn)動到點(diǎn)（尚未制動）時(shí)的加速度例4 (江蘇省如東高級中學(xué)08屆高三第三次階段測試物理試題)已知地球半徑為R、一個(gè)靜止在赤道上空的熱氣球（不計(jì)氣球離地高

6、度）繞地心運(yùn)動的角速度為0 、一顆人造地球衛(wèi)星的圓形軌道距地面高度為h地球質(zhì)量、熱氣球質(zhì)量和人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量分別用M、 m和 m1表示，M、 m、 m1及引力常量G為未知量根據(jù)上述條件，有位同學(xué)列出了以下兩個(gè)式子：對熱氣球有： 對人造地球衛(wèi)星有：該同學(xué)利用上面兩個(gè)式子解出了人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度你認(rèn)為這個(gè)同學(xué)的解法是否正確？若認(rèn)為正確，請算出結(jié)果若認(rèn)為不正確，請說明理由，并補(bǔ)充一個(gè)條件后，再求出（要求分三次補(bǔ)充不同的一個(gè)條件求解）例5 （08年高考全國II理綜）我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信

7、息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時(shí)間的影）。例6 (揚(yáng)州市江中、邗中高考模擬試卷)人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)（設(shè)為勻速圓周運(yùn)動）時(shí)，既具有動能又具有引力勢能（引力勢能實(shí)際上是衛(wèi)星與地球共有的，簡略地說此勢能是人造衛(wèi)星所具有的）。設(shè)地球的質(zhì)量為M，以衛(wèi)星離地還需無限遠(yuǎn)處時(shí)的引力勢

8、能為零，則質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星在距離地心為r處時(shí)的引力勢能為（G為萬有引力常量）。（1）試證明：在大氣層外任一軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星所具有的機(jī)械能的絕對值恰好等于其動能。（2）當(dāng)物體在地球表面的速度等于或大于某一速度時(shí)，物體就可以掙脫地球引力的束縛，成為繞太陽運(yùn)動的人造行星，這個(gè)速度叫做第二宇宙速度，用v2表示。用R表示地球的半徑，M表示地球的質(zhì)量，G表示萬有引力常量。試寫出第二宇宙速度的表達(dá)式。（3）設(shè)第一宇宙速度為v1，證明：?！居?xùn)練設(shè)計(jì)】1、（江蘇省南通通州市2008屆高三年級第二次統(tǒng)一測試卷）星球上的物體脫離星球引力所需的最小速度稱為第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v2與第

9、一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=v1.已知某星球的半徑為r，表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6，不計(jì)其它星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（ ）A. B. C. D.2、ABChR地球（南通市2008屆高三第三次調(diào)研測試）如圖所示，從地面上A點(diǎn)發(fā)射一枚遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈，在引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標(biāo)B，C為軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，距地面高度為h已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G設(shè)距地面高度為h的圓軌道上衛(wèi)星運(yùn)動周期為T0下列結(jié)論正確的是（ ）A導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度大于B導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度等于C地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn)D導(dǎo)彈從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的時(shí)間一定小于T03、（全國大聯(lián)考08屆高三第二次聯(lián)考）美國“新地平線”號探測器已于美國東部時(shí)間2006年1月19 H下午2時(shí)(北京時(shí)間20日凌晨3時(shí))借助“宇宙神5”火箭，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空，開始長達(dá)9年的飛向冥王星的太空之旅擁有3級發(fā)動機(jī)的“宇宙神5”重型火箭將以每小時(shí)5.76萬公里的驚人速度把“新地平線”號探測器送離地球，這個(gè)冥王星探測器因此將成為人類有史以米發(fā)射的速度最快的飛行器若地球的第一、第二和第二宇宙速度分別用、和表示，該探測器的速度用表示則（ ）A B C