3.4 人造卫星 宇宙速度 课件 -2021-2022学年高一下学期物理教科版必修2

第三章　万有引力定律 4．人造卫星 宇宙速度 1 人造地球卫星的运动特点 01 一、人造地球卫星的运动特点 如图所示，圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上．b、c的圆心与地心重合，卫星环绕地球做匀速圆周运动，据此思考并讨论以下问题： (1)三条轨道中可以作为卫星轨道的是哪条？为什么？ (2)卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力定律和向心力公式推导卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系． 人造地球卫星的运动特点 01 1．(人造卫星运动的规律)如图4所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法中正确的是(　　) A．根据v＝ 可知，运行速度满足vA＞vB＞vC B．运转角速度满足ωA＞ωB＞ωC C．向心加速度满足aA＜aB＜aC D．运动一周后，A最先回到图示位置 C 典例·精析 典例·精析 2. 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的周期相等且大于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 ABD 3．(人造卫星运动的规律)人造卫星环绕地球运行的速率v ＝ ，其中g为地面处的重力加速度，R为地球半径，r为卫星离地球中心的距离．下列说法正确的是(　　) A．从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比 B．从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易 C．由第一宇宙速度公式v＝ 知卫星轨道半径越大，其运行速度越大 D．以上答案都不对 A 典例·精析 宇宙速度 02 牛顿曾提出过一个著名的思想实验：如图所示，从高山上水平抛出一个物体，当抛出的速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为人造地球卫星．据此思考并讨论以下问题： (1)当抛出速度较小时，物体做什么运动？当物体刚好不落回地面时，物体做什么运动？ (2)若地球的质量为M，物体到地心的距离为r，引力常量为G，试推导物体刚好不落回地面时的运行速度．若物体紧贴地面飞行，其速度大小为多少？(已知地球半径R＝6400km，地球质量M＝5.98×1024 kg) 宇宙速度 02 [要点提炼] 宇宙速度是地球上满