新課標2012屆高考物理總復習配套45課時5人造衛(wèi)星宇宙速度課件

課時5人造衛(wèi)星宇宙速度知識點一人造衛(wèi)星——知識回顧——基本特征：把天體運動看成是勻速圓周運動，其所需的向心力由天體間的萬有引力提供．表達式：應(yīng)用萬有引力定律分析天體運動的方法——要點深化——1．三個近似近地衛(wèi)星貼近地球表面運行，可近似認為做勻速圓周運動的半徑等于地球半徑；在地球表面隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體可近似認為其重力等于地球?qū)λ娜f有引力；天體的運動軌道可近似看作圓軌道．注意：1.a、v、ω、T是相互聯(lián)系的，其中一個量發(fā)生變化，其他各量也隨之發(fā)生變化．2．a(chǎn)、v、ω、T皆與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，只由軌道半徑r和中心天體的質(zhì)量M決定．3．人造衛(wèi)星的軌道圓心一定與地心重合．答案：BD知識點二宇宙速度——知識回顧——1．第一宇宙速度(環(huán)繞速度)指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，它是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度．其大小為v1＝

km/s.7.92．第二宇宙速度(脫離速度)在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽運動的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度．其大小為v2＝

km/s.3．第三宇宙速度(逃逸速度)在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度．其大小為v3＝

km/s.11.216.7注意：(1)三個宇宙速度指的是發(fā)射速度，不能理解成運行速度．(2)第一宇宙速度既是最小發(fā)射速度，又是最大運行速度．——基礎(chǔ)自測——1990年5月，中國紫金山天文臺將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752號小行星命名為吳健雄星，其直徑2R＝32km.如該小行星的密度和地球的密度相同，則對該小行星而言，第一宇宙速度為多少？(已知地球半徑R0＝6400km，地球的第一宇宙速度v1≈8km/s)答案：20m/s知識點三同步衛(wèi)星——知識回顧——概念：相對地面

的衛(wèi)星稱為同步衛(wèi)星．基本特征：①周期為地球自轉(zhuǎn)周期T＝

；②軌道在赤道平面內(nèi)；③運動的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度

；④高度h一定；⑤軌道和地球赤道為共面同心圓；⑥衛(wèi)星運行速度一定．靜止24h相同——基礎(chǔ)自測——2009年4月15日零時16分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運載火箭，成功將第二顆北斗導航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道．這次發(fā)射的北斗導航衛(wèi)星，是中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設(shè)計劃中的第二顆組網(wǎng)衛(wèi)星，是地球同步靜止軌道衛(wèi)星．該衛(wèi)星在預(yù)定軌道正常運行時，下列說法正確的是()A．它一定位于赤道的上空B．它可能經(jīng)過北京上空C．其周期為1個月D．它的線速度大于7900m/s解析：根據(jù)題意可知，該衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星，其周期為24小時，所以該衛(wèi)星一定位于赤道的上空，不可能經(jīng)過北京上空，它的線速度一定小于第一宇宙速度(7900m/s)．所以只有選項A正確．答案：A題型一描述人造衛(wèi)星的各物理量與軌道半徑的關(guān)系[例1]有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運行，已知它們的軌道半徑之比r1∶r2＝4∶1，求這兩顆衛(wèi)星的：(1)線速度之比．(2)角速度之比．(3)周期之比．(4)向心加速度之比．題后反思關(guān)于圓周運動在天文學中的應(yīng)用問題，只要列出圓周運動的向心力等于地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力，然后利用圓周運動知識就可以求解．變式1—1如圖1所示，在同一軌道平面上的幾顆人造地球衛(wèi)星A，B，C，在某一時刻恰好在同一直線上，下列說法正確的有()A．據(jù)v＝，可知vA<vB<vCB．根據(jù)萬有引力定律，向心力FA>FB>FCC．向心加速度aA>aB>aCD．運動一周后，A先回到原地點圖1[答案]

8.9m/s27.3km/s題后反思只有準確理解了第一宇宙速度的概念，才能找到此題的切入點．以某星球為背景，在該星球上做相關(guān)的物理實驗是高考試題的一種新趨勢．處理時最好把該星球理解為熟知的地球，以便“身臨其境”，這樣會更容易理解、思考問題，從而找出正確的解題方法．變式2—1某星球的質(zhì)量為M，在該星球表面某一傾角為θ的山坡上以初速度v0平拋一個物體，經(jīng)t時間該物體落到山坡上．欲使該物體不再落回該星球的表面，至少應(yīng)以多大的速度拋出物體？(不計一切阻力，萬有引力常量為G)題型三衛(wèi)星、飛船的變軌問題[例3]“神舟”六號飛船的成功飛行為我國在2010年實現(xiàn)探月計劃——“嫦娥工程”獲得了寶貴的經(jīng)驗．假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運動，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的近月點B再次點火進入月球近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動．圖5求：(1)飛船在軌道Ⅰ上的運行速率．(2)飛船在A點處點火時，動能如何變化？(3)飛船在軌道Ⅲ繞月球運行一周所需的時間．變式3—1(2010·江蘇單科)2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖3所示．關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有()圖3A．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能C．在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期D．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度答案：ABC答案：C2．(2009·福建高考)“嫦娥一號”月球探測器在環(huán)繞月球運行過程中，設(shè)探測器運行的軌道半徑為r，運行速率為v，當探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時()A．r、v都將略為減小B．r、v都將保持不變C．r將略為減小，v將略為增大D．r將略為增大，v將略為減小答案：C3．圖4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()圖4A．發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度B．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C．衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力答案：C4．據(jù)報道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號01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日成功定點在東經(jīng)77°赤道上空的同步軌道．關(guān)于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是()A．運行速度大于7.9km/sB．離地面高度一定，相對地面靜止C．繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大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答案：BC5．一組宇航員乘航天飛機，去修理位于離地球表面6.0×105m的圓形軌道上的哈勃太空望遠鏡H.機組人員使航天飛機S進入與H相同的軌道并關(guān)閉推動火箭，而望遠鏡則在航天飛機前方數(shù)千米處，如圖2所示，設(shè)G為引力常量，而ME為地球質(zhì)量．(已知地球半徑為6.4×1