第四章曲線運動第5講天體運動與人造衛(wèi)星【教學目標】1、能靈活應用牛頓第二定律和萬有引力定律，解析有關人造衛(wèi)星的運動或行星的運動問題2、知道三個宇宙速度的含義，會推導第一宇宙速度，【重、難點】1、第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，是衛(wèi)星運行的最大速度2、天體運動與幾何知識的綜合題的解題思路和方法【知識梳理】（1）同步衛(wèi)星可以定點在北京市的正上方。（）（2）不同的同步衛(wèi)星的質量不同，但離地面的高度是相同的。（）（3）第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最小速度。（）21 （4）第一宇宙速度的大小與地球質量有關。（）（5）月球的第一宇宙速度也是7.9km/s。（）（6）同步衛(wèi)星的運行速度一定小于地球第一宇宙速度。（）（7）若物體的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，則物體可繞太陽運行。（）考點一人造地球衛(wèi)星1．第一宇宙速度的推導（1）由G＝m，得：v＝；（2）由GM＝gR2，得：v＝。2．宇宙速度與運動軌跡的關系（1）v發(fā)＝7.9km/s時，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動。（2）7.9km/s＜v發(fā)＜11.2km/s，衛(wèi)星繞地球運動的軌跡為橢圓。（3）11.2km/s≤v發(fā)＜16.7km/s，衛(wèi)星繞太陽做橢圓運動。（4）v發(fā)≥16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的空間。例1、我國將要發(fā)射一顆繞月運行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號”。設該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面。已知月球的質量約為地球質量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月球運行的速率約為（）A．0.4km/sB．1.8km/sC．11km/sD．36km/s例2、（多選）2011年中俄聯合實施探測火星計劃，由中國負責研制的“螢火一號”火星探測器與俄羅斯研制的“福布斯—土壤”火星探測器一起由俄羅斯“天頂”運載火箭發(fā)射前往火星．已知火星的質量約為地球質量的，火星的半徑約為地球半徑的。下列關于火星探測器的說法中正確的是（　　）A．發(fā)射速度只要大于第一宇宙速度即可B．發(fā)射速度只有達到第三宇宙速度才可以21 C．發(fā)射速度應大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D．火星探測器環(huán)繞火星運行的最大速度為地球第一宇宙速度的考點二衛(wèi)星運行參量的分析與比較1．四個分析：分析人造衛(wèi)星的加速度、線速度、角速度和周期與軌道半徑的關系。G＝2．四個比較（1）同步衛(wèi)星的周期、軌道平面、高度、線速度、角速度繞行方向均是固定不變的，常用于無線電通信，故又稱通信衛(wèi)星。（2）極地衛(wèi)星運行時每圈都經過南北兩極，由于地球自轉，極地衛(wèi)星可以實現全球覆蓋。（3）近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，其運行的軌道半徑可近似認為等于地球的半徑，其運行線速度約為7.9km/s。（4）赤道上的物體隨地球自轉而做勻速圓周運動，由萬有引力和地面支持力的合力充當向心力（或者說由萬有引力的分力充當向心力），它的運動規(guī)律不同于衛(wèi)星，但它的周期、角速度與同步衛(wèi)星相等。例3、（多選）如圖所示，a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運行的三顆人造地球衛(wèi)星，a、b質量相同，且小于c的質量，則（）地球abc21 A．b所需向心力最小B．b、c周期相等，且小于a的周期C．b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度例4、（多選）如圖所示，地球赤道上的山丘e，近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運動。設e、p、q的圓周運動速率分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則（）epq地球A．v1>v2>v3B．v1a2>a3D．a1

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