【步步高】2013高考物理大一轮复习 卫星与航天课件

第6课时第6课时卫星与航天本讲栏目开关第6课时基础再现·深度思考一、宇宙速度宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度7.9卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度．若7.9km/s≤v11.2km/s，物体绕______运行(环绕速度)第二宇宙速度11.2物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．若11.2km/s≤v16.7km/s，物体绕_____运行(脱离速度)第三宇宙速度16.7物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．若v≥16.7km/s，物体将脱离________在宇宙空间运行(逃逸速度)地球太阳太阳系本讲栏目开关第6课时二、人造卫星1．人造卫星的动力学特征万有引力提供向心力，即GMmr2＝mv2r＝mrω2＝m(2πT)2r.2．人造卫星的运动学特征(1)线速度v：v＝________，随着轨道半径的增大，卫星的线速度减小．(2)角速度ω：ω＝_______，随着轨道半径的增大，卫星的角速度减小．(3)周期T：T＝__________，随着轨道半径的增大，卫星的周期增大．【嫦娥号发射】GMrGMr32πr3GM基础再现·深度思考本讲栏目开关第6课时课堂探究·突破考点考点一同步卫星【考点解读】同步卫星的五个“一定”1．轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面．2．周期一定：与地球自转周期相同，即T＝24h.3．角速度一定：与地球自转的角速度相同．4．高度一定：由GMm(R＋h)2＝m4π2T2(R＋h)得同步卫星离地面的高度h＝3GMT24π2－R.5．速率一定：v＝GMR＋h.本讲栏目开关第6课时例1如图1所示，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则（）A.v1v2v3B.v3v1v2C.a1a2a3D.a1a3a2【跟踪训练1】地球“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．关于该“空间站”说法正确的有（）A．运行的加速度一定等于其所在高度处的重力加速度B．运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C．站在地球赤道上的人观察到它向西运动D．在“空间站”工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止10DA图1课堂探究·突破考点本讲栏目开关第6课时考点二卫星变轨问题例2某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2(r2r1)，用Ek1、Ek2表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两个轨道上的运行周期，则()A．Ek2Ek1，T2T1B．Ek2Ek1，T2T1C．Ek2Ek1，T2T1D．Ek2Ek1，T2T1【跟踪训练2】2011年下半年，我国发射了“天宫一号”目标飞行器，随后发射神舟八号飞船与之进行第一次无人交会对接．对接前“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的位置如图2所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道．由此可以判定（）A．“天宫一号”发射速度应大于第二宇宙速度B．“天宫一号”的运行速度大于第一宇宙速度C．“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期D．“神舟八号”减速后有可能与“天宫一号”实现对接CC图2课堂探究·突破考点本讲栏目开关第6课时考点三卫星的运动参量计算与比较例3星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2＝2v1.已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（）(A.grB.16grC.13grD.13grC课堂探究·突破考点本讲栏目开关第6课时【跟踪训练3】2011年4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空轨道．“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成(如图3所示),30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星平均分布在倾角55度的三个平面上，轨道高度约为21500公里，静止轨道卫星的高度约为36000公里，地球半径约为6400公里．已知≈0.53，下列关于北斗导航卫星的说法正确的是()A．静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星大B．静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度C．中轨道卫星的周期约为12.7hD．地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星大(279424)3C图3课堂探究·突破考点本讲栏目开关第6课时【易混易错点辨析】例4如图4所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是（）A.a1a2＝RrB.a1a2＝(Rr)2C.v1v2＝rRD.v1v2＝Rr正确解析本题中涉及三个物体，其已知量排列如下：地球同步卫星：轨道半径r，运行速率v1，加速度a1；地球赤道上的物体：轨道半径R，随地球自转的向心加速度a2；近地卫星：轨道半径R，运行速率v2.对于卫星，其共同特点是万有引力提供向心力，有GMmr2＝mv2r，故v1v2＝Rr.对于同步卫星和地球赤道上的物体，其共同特点是角速度相等，有a＝ω2r，故a1a2＝rR.D图4课堂探究·突破考点本讲栏目开关第6课时例5人造地球卫星可以绕地球做匀速圆周运动，也可以沿椭圆轨道绕地球运动．对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，以下说法正确的是()A．近地点速度一定等于7.9km/sB．远地点速度一定小于7.9km/sC．发射此卫星的速度小于7.9km/sD．近地点速度一定小于7.9km/s【正本清源】发射卫星的最小速度为7.9km/s，这是第一宇宙速度，也是圆轨道卫星的最大环绕速度，但椭圆卫星近地点离地面较近时，其速度可以大于7.9km/s.B课堂探究·突破考点本讲栏目开关第6课时分组训练·提升能力1.2010年10月1日我国成功发射“嫦娥二号”绕月卫星，绕月运行高度为100公里.2007年10月24日发射的“嫦娥一号”绕月运行高度为200公里，如图6所示．“嫦娥二号”卫星与“嫦娥一号”卫星绕月运行相比，下列判断正确的是()A．周期小，线速度也小B．周期大，加速度小C．线速度大，加速度小D．角速度大，线速度大D图6本讲栏目开关第6课时3．2010年10月1日，“嫦娥二号”在四川西昌发射成功，10月6日实施第一次近月制动，进入周期约为12h的椭圆环月轨道；10月8日实施第二次近月制动，进入周期约为3.5h的椭圆环月轨道；10月9日实施第三次近月制动，进入轨道高度约为100km的圆形环月工作轨道．实施近月制动的位置都是在相应的近月点P，如图7所示．则“嫦娥二号”()A．从不同轨道经过P点时，速度大小相同B．从不同轨道经过P点(不制动)时，加速度大小相同C．在两条椭圆环月轨道上运行时，机械能相同D．在椭圆环月轨道上运行的过程中受到月球的万有引力大小不变B图7分组训练·提升能力本讲栏目开关