第四章曲线运动第5讲天体运动与人造卫星【教学目标】1、能灵活应用牛顿第二定律和万有引力定律，解析有关人造卫星的运动或行星的运动问题2、知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度，【重、难点】1、第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度2、天体运动与几何知识的综合题的解题思路和方法【知识梳理】（1）同步卫星可以定点在北京市的正上方。（）（2）不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度是相同的。（）（3）第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度。（）21 （4）第一宇宙速度的大小与地球质量有关。（）（5）月球的第一宇宙速度也是7.9km/s。（）（6）同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。（）（7）若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体可绕太阳运行。（）考点一人造地球卫星1．第一宇宙速度的推导（1）由G＝m，得：v＝；（2）由GM＝gR2，得：v＝。2．宇宙速度与运动轨迹的关系（1）v发＝7.9km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动。（2）7.9km/s＜v发＜11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。（3）11.2km/s≤v发＜16.7km/s，卫星绕太阳做椭圆运动。（4）v发≥16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。例1、我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，则该探月卫星绕月球运行的速率约为（）A．0.4km/sB．1.8km/sC．11km/sD．36km/s例2、（多选）2011年中俄联合实施探测火星计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器与俄罗斯研制的“福布斯—土壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星．已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是（　　）A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以21 C．发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D．火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的考点二卫星运行参量的分析与比较1．四个分析：分析人造卫星的加速度、线速度、角速度和周期与轨道半径的关系。G＝2．四个比较（1）同步卫星的周期、轨道平面、高度、线速度、角速度绕行方向均是固定不变的，常用于无线电通信，故又称通信卫星。（2）极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。（3）近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9km/s。（4）赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动，由万有引力和地面支持力的合力充当向心力（或者说由万有引力的分力充当向心力），它的运动规律不同于卫星，但它的周期、角速度与同步卫星相等。例3、（多选）如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（）地球abc21 A．b所需向心力最小B．b、c周期相等，且小于a的周期C．b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度例4、（多选）如图所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则（）epq地球A．v1>v2>v3B．v1a2>a3D．a1

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