万有引力与航天5专用课件.ppt

2．第二宇宙速度(脱离速度)：使物体挣脱地球引力的束缚，永远离开地球，大小为 . 3．第三宇宙速度(逃逸速度)：使物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外，大小为 . 1．如何正确理解宇宙速度？ (1)第一宇宙速度 人造地球卫星在地面附近围绕地球做匀速圆周运动的环绕速度，通常称为环绕速度． (2)第二宇宙速度 又叫地面附近的逃逸速度，它的速度值为11.2 km/s. 在地面附近发射飞行器，如果发射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，它绕地球运行的轨迹就不是圆，而是椭圆．当物体的速度等于或大于11.2 km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球． (3)第三宇宙速度 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力．在地面附近发射一个物体，要使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s，这个速度叫做第三宇宙速度． 3．同步卫星的特点和规律有哪些？ 相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，又叫通信卫星．同步卫星有以下几个特点： (1)同步卫星的运行方向与地球自转方向一致． (2)同步卫星的运转周期与地球自转周期相同，且T＝24 h. (3)同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度． (4)同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方． (5)同步卫星离地面的高度固定不变． (6)三颗同步卫星作为通信卫星，则可覆盖全球． A．0.4 km/s　　　　B．1.8 km/s C．11 km/s D．36 km/s 应用1—1　某人在一星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t落回手中，已知该星球的半径为R，求这个星球上的第一宇宙速度． 【例2】　如图6—5—1所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等且小于c的质量，则(　　) A．b所需向心力最小 B．b、c的周期相同且大于a的周期 C．b、c的向心加速度大小相等，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 应用2—1　假如一做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则(　　) 题型三　人造卫星变轨问题 【例3】　宇宙飞船和空间站在同一轨道上运行，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上空间站，可以采取的方法是(　　) A．飞船加速直到追上空间站，完成对接 B．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接 C．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接 D．无论飞船如何采取何种措施，均不能与空间站对接 应用3—1　(2010·天津高考)探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比(　　) A．轨道半径变小 B．向心加速度变小 C．线速度变小 D．角速度变小 题型四　地球同步卫星 【例4】　已知地球的半径为R＝6400 km，地球表面附近的重力加速度g取9.8 m/s2，若发射一颗地球的同步卫星，使它在赤道上空运转，其高度和线速度应为多大？ 应用4—1　(2011·北京高考)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的(　　) A．质量可以不同　　　　　 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 解析：本题考查同步卫星运行特点，考查考生对同步卫星运行规律的了解．同步卫星轨道只能在赤道平面内，高度一定，轨道半径一定，速率一定，但质量可以不同，A项正确． 答案：A 应用4—2　(2011·广东高考)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是(　　) 1．在正在绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有(　　) A．天平　　　　　B．测力计 C．密度计 D．气压计 解析：绕地飞行的人造卫星及其内所有物体均处于完全失重状态，故在卫星内部，一切由重力引起的物理现象不再发生或由重力平衡原理制成的仪器不能再使用．故天平、密度计、气压计不能再用，而测力计的原理是胡克定律，它可以正常使用，B项正确． 答案：B 2．如图6—5—3所示的圆a、b、c，其圆心均在地球自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言(　　) A．卫星的轨道可能为a B．卫星的轨道可能为b C．卫星的轨道可能为c D．同步卫星的轨道一定为平行于b的某一同心圆 解析：物体做匀速圆周运动时，物体所受的合外力方向一定要指向圆心．对于这些卫星而言，就要求所受的万有引力指向圆心，而卫星所受的万