人教版高中物理必修第二册精品课件 第7章 万有引力与宇宙航行 4.宇宙航行 (2).ppt

方法技巧其他星球的第一宇宙速度的两种求法(1)根据该星球上物体的运动规律(如平抛、竖直上抛等)求得该星球表面的重力加速度,进而求得该星球的第一宇宙速度;(2)若已知地球的第一宇宙速度,则一般根据题意写出地球和该星球第一宇宙速度的表达式,再根据该星球和地球的质量与半径的关系求解。对点演练1.(多选)(2024湖南卷)2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道,正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”,本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过上升器将月壤转移至绕月运行的返回器,返回器再通过返回轨道返回地球。设返回器绕月运行的轨道为圆轨道,半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面重力A.其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度B.其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度答案BD探究点二人造地球卫星导学探究随着科技发展的需求,各国向太空发射了很多人造卫星,如图所示。(1)这些卫星的轨道平面具有什么特点?(2)这些卫星运行过程中的线速度、角速度、向心加速度相同吗?如果不同,跟哪些因素有关?提示(1)卫星运行过程中,万有引力提供向心力,万有引力指向地心,向心力指向圆心,若地球为球形,卫星轨道为圆周,故地心为卫星轨道的圆心,所以卫星轨道平面必过地心。知识归纳1.人造卫星的三种轨道(1)赤道轨道:卫星轨道在赤道所在平面上,卫星始终处于赤道上方。(2)极地轨道:卫星轨道平面与赤道平面垂直,卫星经过两极上空。(3)一般轨道:卫星轨道平面和赤道平面成一定角度(不等于0°或90°),如图所示。2.近地卫星、极地卫星、同步卫星的特点(1)近地卫星:地球表面附近的卫星,r≈R;线速度大小v≈7.9km/s、周期T=≈85min,分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大速度和最小周期。(2)极地卫星:轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星,运行时能到达南北极上空。(3)地球静止轨道同步卫星的六个“一定”周期一定与地球自转周期相同,即T=24h角速度一定与地球自转的角速度相同高度一定卫星离地面高度h=3.6×104km速率一定速度大小v==3.07km/s,运动方向与地球自转方向一致轨道平面一定轨道平面与赤道平面共面加速度大小一定由于卫星高度确定,则其轨道半径确定,因此向心加速度大小an=ω2r=(R+h)不变3.近地卫星、同步卫星和赤道上的物体运动特点比较项赤道上的物体近地卫星同步卫星向心力来源万有引力的分力万有引力向心力方向指向地心重力与万有引力的关系重力略小于万有引力重力等于万有引力典例剖析【例题2】“祝融号”火星车登陆火星之前,“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行,其周期为2个火星日。假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行,其周期也为2个火星日。已知一个火星日的时长约为一个地球日,火D对点演练2.(多选)为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测,我国研制了全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星并成功发射。与地球同步轨道卫星(图中卫星1)不同,大气环境监测卫星(图中卫星2)是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星,一天内环绕地球飞14圈。下列说法正确的是()A.卫星2的速度大于卫星1的速度B.卫星2的周期大于卫星1的周期C.卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度D.卫星2所处轨道的重力加速度大于卫星1所处轨道的重力加速度AD角度2近地卫星、同步卫星和赤道上的物体运动对比【例题3】(多选)(2024广东深圳期中)如图所示,a为地球赤道上的物体,随地球表面一起转动,b为近地轨道卫星,c为同步轨道卫星,d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同,且均可视为匀速圆周运动。则()A.a、b、c、d中,a的加速度最大B.a、b、c、d中,b的线速度最大C.a、b、c、d中,c的角速度最大D.a、b、c、d中,d的周期最大BD解析a、c的角速度相同,则根据a=ω2r可知,a的加速度小于c的加速度,则a的加速度不是最大的,故A错误。a、c的角速度一样,根据v=ωr可知,a的线速度小于c,又根据,可知b的速度大于c、d的速度,则b的线速度最大,故B正确。根据开普勒第三定律可知,b、c、d中d的周期最大,而a、c周期相等,可知a、b、c、d中,d的周期最大;同理,根据开普勒第三定律可知,b、c、d中b的角速度最大,而a、c角速度相同,所以可知a、b、c、d中,b的角速度最大,故C错误,D正确。对点演练3.如图所示,A为地球表面赤道上的物体,B为轨道在赤道平面内的气象卫