2019-2020学年高一物理同步题型学案（人教版新教材必修2）
7.4 宇宙航行
【学习目标】
1.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.
2.了解人造卫星的有关知识，掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.
3.了解我国卫星发射的情况，激发学生的爱国热情．
【知识要点】
一、人造地球卫星的运动特点
1．所有卫星的轨道平面过地心．
2．卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系
根据万有引力提供卫星绕地球运动的向心力，即有：
＝ma＝m＝mω2r＝mr
(1)a＝，r越大，a越小．
(2)v＝ ，r越大，v越小．
(3)ω＝ ，r越大，ω越小．
(4)T＝2π ，r越大，T越大．
二、同步卫星
同步卫星的特点
1．定轨道平面：所有地球同步卫星的轨道平面均在赤道平面内．
2．定周期：运转周期与地球自转周期相同，T＝24 h.
3．定高度(半径)：离地面高度为36 000 km.
4．定速率：运行速率为3.1×103 m/s.
三、宇宙速度
宇宙速度是地球上满足不同要求的卫星发射速度．
1．第一宇宙速度v1＝7.9 km/s
(1)推导
方法一：由G＝m得v＝
方法二：由mg＝m得v＝
(2)理解：第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动
的最大运行速度．
2．第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，是从地面上发射物体并使之脱离地球束缚的最小发射速度，又称脱离速度．
3．第三宇宙速度v3＝16.7 km/s，是从地面上发射物体并使之脱离太阳束缚的最小发射速度，又称逃逸速度．
【题型分类】
题型一、人造卫星的运动规律
例1 如图所示，a盛夏的果实 歌词、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、仙剑奇侠传三紫萱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
解析 因卫星运行的向心力就是它们所受的万有引力，而国际商务礼仪b所受的引力最小，故A对．由＝ma，得a房产信息查询＝，即卫星的向心加速度大小与轨道半径的平方成反比，所以b、c的向心加速度大小相等且小于a的向心加速度，C错．由＝mr，得T＝2π ，即人造地球卫星运行的周期与其轨道半径三次方的平方根成正比，所以b、c的周期相等且大于a的周期，B对．由＝m，得v＝ ，即人造地球卫星的线速度与其轨道半径的平方根成反比，所以b、c的线速度大小相等且小于a的线速度，D对．故选A、B、D.
答案 ABD
【同类练习】
1.如图所示，在同一轨道平面上的三颗人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的是( )
A．根据v＝，可知三颗卫星的线速度vA＜vB＜vC大学辅导员工作总结
B．根据万有引力定律，可知三颗卫星受到的万有引力FA＞FB＞FC
C．三颗卫星的向心加速度aA＞aB＞aC
D．三颗卫星运行的角速度ωA＜ωB＜ωC2022年白露是几点几分几秒
解析：选C 由G＝m得v＝ ，故vA＞vB＞vC，选项A错误；卫星受的万有引力F＝G，但三颗卫星的质量关系不知道，故它们受的万有引力大小不能比较，选项B错误；由G＝ma得a＝，故aA＞aB＞aC，选项C正确；由G＝mrω2知，D错误。
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