第七章 万有引力与宇宙航行 专题强化　同步卫星及其综合问题 学案（学生版+教师版）—2024年春高中物理人教版必修二

专题强化　同步卫星及其综合问题 [学习目标]　 1.掌握地球同步卫星的特点(重点)。 2.知道“赤道上的物体”“同步卫星”“近地卫星”的区别与联系(重难点)。 一、地球同步卫星 地球上空分布着许多的地球同步卫星，其中静止卫星在地面上的人看来，始终静止不动。请思考： (1)这些静止卫星是否就真的静止不动呢？ (2)这些静止卫星有什么共同的特点呢？ _____ _____ 1．地球同步卫星的四个“一定” 周期、角速 度一定 与地球自转周期、角速度相同，即T＝_____ h 高度一定 卫星离地面高度h＝3.6×104 km≈6R 速率一定 速度大小v＝＝3.1 km/s 加速度大 小一定 由于卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此向心加速度大小an＝ω2r＝(R＋h)不变 2.主要用于_____，故也称通信卫星。 例1　关于地球静止卫星，下列说法正确的是(　　) A．它只能分布在赤道上空一定高度处 B．已知它的质量是1.42 t，若将它的质量增为2.84 t，其同步轨道半径变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国可以利用它进行电视转播 D．它运行的速度是7.9 km/s 例2　(2023·盐城市第一中学校高一联考期中)我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航系统中有一颗地球静止卫星，关于该卫星，下列说法中正确的是(　　) A．该卫星可能定点在南京正上空 B．地球赤道上物体随地球自转的周期小于该卫星的运转周期 C．该卫星要比其他近地卫星所受地球的引力大 D．该卫星在运行过程中不可能撞上其他地球静止卫星 二、地球同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较 1．地球静止卫星和赤道上物体有什么相同点和不同点？ _____ _____ _____ 2．地球同步卫星和近地卫星有什么相同点和不同点？ _____ _____ _____ 地球同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较 赤道上的物体 近地卫星 地球同步卫星 向心力来源 万有引力和支持力的_____ _____ 向心力方向 指向_____ 重力与万有 引力的关系 重力略小于万有引力 重力等于万有引力 线速度 v1＝ω1R v2＝ v3＝ω3(R＋h)＝ v1_____v3_____v2(v2为第一宇宙速度) 角速度 ω1＝ω自 ω2＝ ω3＝ω自＝ ω1_____ω3_____ω2 向心加速度 a1＝ω12R a2＝ω22R＝ a3＝ω32(R＋h)＝ a1_____a3_____a2 例3　(2022·湖北卷)2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是(　　) A．组合体中的货物处于超重状态 B．组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C．组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 D．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小 例4　如图所示，A为地面上的待发射卫星，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星。三颗卫星质量相同，线速度大小分别为vA、vB、vC，角速度分别为ωA、ωB、ωC，周期分别为TA、TB、TC，向心加速度大小分别为aA、aB、aC，则(　　) A．ωA＝ωC<ωB B．TA＝TCaB 专题强化　同步卫星及其综合问题 [学习目标]　 1.掌握地球同步卫星的特点(重点)。 2.知道“赤道上的物体”“同步卫星”“近地卫星”的区别与联系(重难点)。 一、地球同步卫星 地球上空分布着许多的地球同步卫星，其中静止卫星在地面上的人看来，始终静止不动。请思考： (1)这些静止卫星是否就真的静止不动呢？ (2)这些静止卫星有什么共同的特点呢？ 答案　(1)这些静止卫星都在绕地心做匀速圆周运动，其周期等于地球自转的周期，故卫星相对于地球静止。 (2)这些静止卫星都在赤道上空(轨道平面与赤道平面成0度角)，周期一定、高度一定、线速度大小和角速度一定。 1．地球同步卫星的四个“一定” 周期、角速 度一定 与地球自转周期、 ... ...