7.4 宇宙航行 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

7.4宇宙航行 目 录 一、人造地球卫星 二、同步卫星、近地卫星、赤道物体 三、宇宙速度 四、卫星变轨 人造卫星 01 一人造卫星 一、人造卫星 1.人间：表面重力由万有引力提供 一般卫星怎么动 2.天上：天体做圆周运动的向心力由万有引力提供 匀速圆周运动 一、人造卫星 2.天上：天体做圆周运动的向心力由万有引力提供 知r,比较其他物理量 1.卫星都是在天上，并且围绕同一个中心天体运动 2.适用高轨低速大周期 题组一　卫星运行参量的分析与比较 常考题型 题1 [多选］有两颗质量相同的人造卫星A、B，其轨道半径分别为RA、RB，R=∶R==1∶4，那么下列判断中正确的有（　　） A．它们的运行周期之比TA∶TB=1∶8 B．它们的运行线速度之比vA∶vB=4∶1 C．它们所受的向心力之比FA∶FB=4∶1 D．它们的运行角速度之比ωA∶ωB=8∶1 【解析】A对：据 =mR ，可得T= ；两卫星轨道半径之比RA∶RB=1∶4，则它们的运行周期之比TA∶TB= ： =1∶8。 B错：据 ，可得v= ；两卫星轨道半径之比RA∶RB=1∶4，则它们的运行线速度之比vA∶vB=2∶1。 C错：向心力Fn= ，质量相同的人造卫星A、B，轨道半径之比RA∶RB=1∶4，它们所受的向心力之比 FA∶FB=16∶1。D对：据 =mRω2，可得ω= ，两卫星轨道半径之比RA∶RB=1∶4，则它们的运行角速度之比ωA∶ωB=8∶1。【答案】AD 题2［多选］“土卫5”在距离土星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动。已知土星半径为R，土星表面的重力加速度为g，引力常量为G，则（　　） A．“土卫5”绕土星运行的周期为 B．“土卫5”绕行的速度为 C．“土卫5”绕土星运行的角速度为 D．“土卫5”轨道处的重力加速度 CD 题3 两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比TA∶TB=1∶8，则轨道半径之比和运行速率之比分别为（　　） A．rA∶rB=4∶1　vA∶vB=1∶2 B．rA∶rB=4∶1　vA∶vB=2∶1 C．rA∶rB=1∶4　vA∶vB=2∶1 D．rA∶rB=1∶4　vA∶vB=1∶2 C 极地卫星、赤道物体、近地卫星、同步卫星 02 （3）近地卫星： 指卫星轨道半径近似等于地球半径，即贴近地表。 （1）极地卫星： 卫星的轨道平面过南北两极（由于地球的自转，可观测到地球任意位置） （2）赤道物体： 在地球上（人间） 看见小g，想MG 二、极地卫星、赤道物体、近地卫星、同步卫星 二、极地卫星、赤道物体、近地卫星、同步卫星 （4）同步卫星：相对地面静止，和地球具有相同周期的卫星 特点： 1、定点在赤道的正上方 2、T同步=T地球=1天 W同步=W地球 3、7个一定：轨道平面、绕行方向、 T、 ω 、h、 v、 a 4、2个不定：F、m 题组二　同步卫星 题4 2015年12月29日，“高分四号”卫星升空。这是我国“高分”专项首颗高轨道、高分辨率的光学遥感卫星，也是世界上空间分辨率很高、幅宽很大的地球同步轨道遥感卫星。下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是（　　） A．该卫星定点在北京上空 B．该卫星定点在赤道上空 C．它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍 D．它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 【解析】A错，B对：“高分四号”地球同步卫星相对地面静止不动，所以必须定点在赤道上空。 C、D错：因为地球同步卫星要和地球自转同步，即它们的周期T与角速度相同，根据 =mω2r= ，可知ω一定，则r一定，且v也是确定的。 【答案】B 二、极地卫星、赤道物体、近地卫星、同步卫星 A：赤道物体 B：近地卫星 C：同步卫星 比较：赤道物体、近地卫星、同步卫星、 ①同步卫星和赤道上的物体 共同点：T和ω相同（T=24h） （r同>R地）同步卫星的v、an较大，ω、T相同 高轨低速大周期 ②近地卫星和同步卫星 共同点： 题5［多选］已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v1、向心加速度大小为a1，近地卫星的线速度大小为v2、向心加速度大小为a2，地球同步卫星的线速度大小为v3、向心加速度大小为a3。设近地卫星距地面的高度不计，同步卫星距地面的高度约为地球半径的6倍，则以下结论正确的是（　　） A． = 　　　B． = 　　　C． 　　　 D． CD 题组三：比较赤道物体、近地卫星、同步卫星、 宇宙速度 03 三、宇宙速度 要让地球上的物体脱离地球到外太空 牛顿设想：把物体从高山上水平抛出