第七章 专题4 宇宙航行与变轨问题-【精彩三年】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册课件PPT（人教版）

浙江良品图书有限公司 精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第二册 2023 专题4　宇宙航行与变轨问题 单击此处编辑母版文本样式 1 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考 观看有关人造地球卫星、神舟飞船、航天飞机、空间站的影片，与同学交流观后感。 收集我国和世界航天事业发展历史和背景的资料，写出调查报告 科学思维：体会在处理实际问题时，如何忽略次要因素，抓住主要因素，抽象出物理模型。 科学态度与责任：关心人类航天事业的发展趋势，有将科学技术服务于人类的意识 人造地球卫星的原理 1．人造地球卫星 的原理 2．人造地球卫星 的变轨原理 单击此处编辑母版文本样式 知识点　人造卫星的发射速度与运行速度 1．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，一旦发射后再无能量补充，要发射一颗人造地球卫 星，发射速度不能小于第一宇宙速度。 2．运行速度：运行速度指卫星在进入运行轨道后绕地球做圆周 运动的线速度。当卫星“贴着”地面飞行时，运行速度等于第 一宇宙速度，当卫星的轨道半径大于地球半径时，运行速度 小于第一宇宙速度。 单击此处编辑母版文本样式 [思辨] 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度。(　　) (2)第一宇宙速度是绕地球运行的最大速度。(　　) (3)宇宙速度均指人造卫星的发射速度。(　　) √ √ √ 单击此处编辑母版文本样式 比较项目 受力情况 角速度 地面上 的物体 除受地球给的万有引力，还受地球给的支持力。 受的万有引力可分解为重力和随地球自转的向心力 等于地球自转的角速度 近地卫星 只受地球给的万有引力 大于地球自转的角速度 同步卫星 只受地球给的万有引力 等于地球自转的角速度 联系 (1)地面上的物体与同步卫星的角速度相同 (2)近地卫星与同步卫星均满足万有引力提供向心力 单击此处编辑母版文本样式 例1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的周期最大 D．a、b、c、d中，d的角速度最大 B 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 (多选)我国自行研制的北斗导航系统，共有55颗北斗导航卫星中国北斗服务全球。现已知某导航卫星轨道高度约为21 500 km同步轨道卫星的高度约为36 000 km，地球半径为6 400 km。下列说法中正确的是(　 　) A．该导航卫星的线速度大于7.9 km/s B．地球赤道上物体随地球自转的周期小 于该导航卫星的运转周期 C．地球同步轨道卫星的运转角速度小于该导航卫星的运转角 速度 CD 单击此处编辑母版文本样式 D．地球同步轨道卫星的向心加速度小于该导航卫星的向心加 速度 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 2．变轨过程 (1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆 轨道Ⅰ上，如图所示。 单击此处编辑母版文本样式 (2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以 提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动所需的向心力，卫星做离心运 动进入椭圆轨道Ⅱ。 (3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆轨道Ⅲ。 3．变轨过程各物理量分析 (1)两个不同轨道的“切点”处线速度v不相等， 图中vⅢ＞vⅡB，vⅡA＞vⅠ。 (2)同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度大小不相等，从 远地点到近地点线速度逐渐增大。 单击此处编辑母版文本样式 (3)两个不同圆轨道上的线速度v不相等，轨道半径越大，v越 小，图中vⅠ＞vⅢ。 单击此处编辑母版文本样式 例2火星探测卫星“天问一号”从地球发射后，在图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则“天问一号”(　　) A．发射速度介于7.9 km/s与 11.2 km/s之间 B．从P点转移到Q点的时间小 于6个月 C．在环绕火星的停泊轨道上运行的周期比在调相轨道上小 D．在地火转移轨道上运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 C 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 单击此处编辑母版文本样式 如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道然后在P点经极