（广东专用）高考物理总复习 第一单元 第2课 人造卫星 宇宙速度课件.ppt

第一单元　万有引力定律及其应用 第2课　人造卫星　宇宙速度 ;知能要求与高考展望;课 前 自 修;4．第二宇宙速度(脱离速度)：v＝________，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度． 5．第三宇宙速度(逃逸速度)：v＝________，是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度． 6．地球同步卫星有“四定”： (1)所有同步卫星的轨道平面一定和地球的________平面重合． (2)所有同步卫星转动的周期一定与地球的________相同． (3)所有同步卫星离地面的________一定． (4)所有同步卫星离地面的________一定.;重 难 突 破;注意：(1)a、v、ω、T均与卫星的质量无关，只由轨道半径r和地球的质量M决定．(2)所有卫星的轨道圆心一定与地心重合．(3)明确“三同(a、v、ω)一异(T)”．;3．解决卫星运行问题的基本思路 (1)万有引力提供卫星运行所需的向心力，有： . 应用时要根据实际情况选用适当的公式列式计算． (2)在地面或地面附近的物体所受的重力等于地球对它的万有引力，有G ＝mg，所以gR2＝GM.在不知地球质量的情况下GM可由gR2来表示．此式在天体运动问题中经常应用，称为黄金代换．此式也适用于其他星球表面．;4．区别运行速度和发射速度 (1)运行速度：运行速度是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度． (2)发射速度：发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度．虽然轨道越高的卫星运行速度越小，但由于轨道越高的卫星总机械能越大，发射过程中克服引力做的功越多，需要的发射速度就越大． 注意：(1)第一宇宙速度既是最小发射速度，又是卫星的最大运行速度．(2)第二、三宇宙速度指的均是发射速度．;5．卫星变轨问题 在卫星发射和回收的过程中卫星轨道要发生变化．那么，卫星在变轨的过程中，在关键点上其线速度是怎样变化的呢？;如上图所示，在发射卫星的过程中，卫星从地面某发射中心发射直接进入近地轨道Ⅰ.以v1的速度运行稳定一段时间，然后在A点通过瞬间增大卫星速度至v2，使其所需向心力大于万有引力而做离心运动，进入椭圆轨道Ⅱ.运行过程中，由于万有引力做负功，其速度在减小，至B点时速度减小为v3，因其向心力小于万有引力而顺着轨道Ⅱ被拉回．在轨道Ⅱ运行几周后，在B点又突然增大卫星速度至v4，使其向心力等于万有引力，这样便进入轨道Ⅲ做匀速圆周运动． 因v2＞v1，v1＞v4，v4＞v3，由此得到：v2＞v1＞v4＞v3. 卫星回收过程则与发射过程速度的调节相反，同学们可自行讨论. ;题 型 探 究;A．T的向心加速度大于S的向心加速度 B．T的速率大于S的速率 C．T的周期大于S的周期 D．S须加速后才能与T实现对接;解析：根据万有引力提供卫星运行的向心力列式，可得到： ，由此可知r越大，a、v、ω都越小，而T越大．对照这些关系可知A、B项错误，C项正确．由于卫星加速时万有引力小于向心力而做离心运动，故S须加速后才能与T实现对接，故D正确．;方法点窍：根据卫星的动力关系： 确定卫星的运行参量与其半径的“三同(a′、v、ω)一异(T)”的定量关系，再对照这一关系对试题作出正确的判断．;题型二;方法点窍：第一宇宙速度是指卫星的最大运行速度，即低空运行的速度，故取天体的半径列式，列式依据为万有引力等于向心力，借助中心天体的质量及其半径确定出这个速度．有时也可直接采用mg＝m ，得＝ ，通过此式也能进行对比和计算．;题型三;审题突破：本题中变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，可由万有引力提供向心力求解．;【例4】　 “天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球做圆周运动，“天宫一号”在图示轨道2、3上正常运行时，下列说法正确的是(　　);A．“天空一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．“天宫一号”在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C．“天宫一号”在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度 D．“天宫一号”在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过