25-(小专题)天体运动中的“四大难点”.pdfVIP

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学科物理年级上课时间课时安排2h

教学教学内容

目标特性化学习问题解决

教学

重点、难点

第6课时(小专题)天体运动中的“四大难点”

突破一近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题

近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的比较

1．轨道半径：近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同，同步卫星的轨道半径较大，即r同

r近＝r物。

2．运行周期：同步卫星与赤道上物体的运行周期相同。由T＝2π可知，近地卫星的

周期要小于同步卫星的周期，即T近T同＝T物。

2

3．向心加速度：由G＝ma知，同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度。由a＝rω＝

教r2知，同步卫星的加速度大于赤道上物体的加速度，即a近a同a物。

学

过4．动力学规律

程

2

(1)近地卫星和同步卫星满意＝m＝mωr＝ma。

(2)赤道上的物体不满意万有引力充当向心力即≠m

【典例1】(多选)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v，加速度为a，地球赤

11

道上的物体随地球自转的向心加速度为a，地球的第一宇宙速度为v，半径为R，则下列

22

比例关系中正确的是()

A.＝B.＝()2

C.＝D.＝

解析设地球质量为M，同步卫星的质量为m，在地球表面绕地球做匀速圆周运动的物

1

体的质量为m，依据向心加速度和角速度的关系有a＝ωr，a＝ωR，又ω＝ω，故＝

21212

，选项A正确；由万有引力定律和牛顿其次定律得G＝m1，G＝m2，解得＝

，选项D正确。

答案AD

【变式训练】

1．(2014·江西鹰潭市高三其次次模拟考试)有a、b、c、d四颗卫星，a还未放射，在地球

赤道上随地球一起转动，b在地面旁边近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空

探测卫星，设地球自转周期为24h，全部卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位

置如图1所示，则下列关于卫星的说法中正确的是()

图1

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．c在4h内转过的圆心角为

C．b在相同的时间内转过的弧长最长

D．d的运动周期可能是23h

解析在地球赤道表面随地球自转的卫星，其所受万有引力供应重力和其做圆周运动的向

心力，a的向心加速度小于重力加速度g，选项A错误；由于c为同步卫星，所以c的周

期为24h，因此4h内转过的圆心角为θ＝，选项B错误；由四颗卫星的运行状况可知，b

运动的线速度是最大的，所以其在相同的时间内转过的弧长最长，选项C正确；d运行的

周期比c要长，所以其周