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课件网) 知识点1 宇宙速度 1.牛顿的设想 把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远;当抛出速度足 够大时,物体就不会落回地面,成为人造地球卫星。 2.近地卫星的速度 (1)原理:物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动时,万有引力提供物体运动所需的向心力,所 以G =m ,解得v= 。 (2)结果:用地球半径R代替近地卫星到地心的距离r,可得v= m/s≈7. 9 km/s。 必备知识 清单破 4 人造卫星 宇宙速度 5 太空探索(选学) 3.宇宙速度 数值 意义 第一宇 宙速度 7.9 km/s 物体在地球表面附近绕地球 做匀速圆周运动的速度 第二宇 宙速度 11.2 km/s 使物体挣脱地球引力束缚的 最小地面发射速度 第三宇 宙速度 16.7 km/s 使物体挣脱太阳引力束缚的 最小地面发射速度 知识点2 人造地球卫星 1.动力学特点 一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其向心力由地球对它的万有引 力提供。 2.地球同步卫星 轨道高度距地面36 000 km且运动周期与地球自转周期相同的卫星。其中轨道平面与赤 道平面的夹角为0°,转动方向与地球自转方向相同的同步卫星,也称地球静止轨道卫星。地 球静止轨道卫星具有以下特点: (1)轨道平面一定:地球静止轨道卫星都在赤道的正上方,其轨道平面必与赤道平面重合; (2)绕行方向一定:和地球自转方向一致; (3)周期一定:和地球自转周期相同,即T=24 h; (4)高度一定:位于赤道上方高度约3.6×104 km处,距地面高度固定不变。 知识辨析 1.其他星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相同吗 2.地球周围的卫星都在同一圆轨道上绕地球转动吗 3.地球静止轨道卫星可以“静止”在北京的上空吗 一语破的 1.不相同。第一宇宙速度v= ,可见第一宇宙速度的值由星球的质量和半径决定,一般情 况下,不同星球的第一宇宙速度不同。 2.不是。不同的地球卫星的轨道不一定相同,地球位于卫星运行的圆轨道的圆心处或椭圆轨 道的一个焦点处。 3.不可以。北京位于北半球,地球静止轨道卫星都“静止”在赤道的上空。 关键能力 定点破 定点1 对宇宙速度、发射速度和环绕速度的理解 1.认识第一宇宙速度 第一宇宙速度是人造卫星近地环绕地球做匀速圆周运动必须具备的速度,即近地卫星的 环绕速度。 2.推导 对于近地人造卫星,轨道半径r近似等于地球半径R=6 400 km,卫星在轨道处所受的万有 引力近似等于卫星在地面上所受的重力,取g=9.8 m/s2,则 方法二 方法一 3.决定因素 由第一宇宙速度的计算式v= 可以看出,第一宇宙速度的值由中心天体决定,第一宇 宙速度的大小取决于中心天体的质量M和半径R,与卫星无关。 4.对发射速度和环绕速度的理解 (1)“最小发射速度”:向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难,因为发射卫星要克服地 球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道,而近地轨道的发射速度就是第一宇宙 速度,所以第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度。 (2)“最大环绕速度”:在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中,近地卫星的轨道半径最小, 由G =m 可得v= ,轨道半径越小,线速度越大,所以在这些卫星中,近地卫星的线速 度即第一宇宙速度是最大环绕速度。 定点2 人造地球卫星的运动规律 1.人造地球卫星的轨道 卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道,也可以是圆轨道,但轨道平面一定过地心。 (1)卫星绕地球沿椭圆轨道运动时,地心在椭圆的一个焦点上,卫星的周期和半长轴的关系遵 从开普勒第三定律。 (2)卫星绕地球沿圆轨道运动时,因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心 力,而万有引力指向地心,所以地心必定是卫星圆轨道的圆心。 (3)卫星的轨道平面可以在赤道平面上(如同步卫星),也可以和赤道平面垂直,还可以和赤道 平面成 ... ...
