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1、第20课时 宇宙速度、人造卫星,一、宇宙速度,1.第一宇宙速度：v1=7.9km/s，理论上人造卫星的最小的发射速度，以此速度发射的人造卫星近地面运行，轨道半径为地球半径.同时，该速度又是最大环绕速度. 2.第二宇宙速度：v2=11.2km/s，以此速度发射的人造卫星摆脱地球的吸引，成为绕太阳转动的人造天体，因此又称为脱离速度. 3.第三宇宙速度：v3=16.7km/s，以此速度发射的人造卫星摆脱太阳的吸引，因此又称为逃逸速度.,知识点回顾：,二、人造卫星 1.牛顿的设想：当物体抛出的速度足够大时，物体将会围绕地球旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的卫星.,2.原理：卫星绕地球转动时， 提
2、供向心力，即 = = = ,其中r为卫星到地心的距离.,3、同步卫星.地球轨道同步卫星地球轨道同步卫星是指在赤道平面内以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星，地球轨道同步卫星又叫通讯卫星同步卫星有以下几个特点：周期一定T=24h ；角速度一定；轨道一定；环绕速度大小一定；向心加速度大小一定 4.极地轨道卫星 极地轨道卫星指运行过程中通过两极上空的卫星，其轨道平面与地球赤道平面垂直，由于地球自转，这种卫星并非在某一经度线上方运动该种卫星可对全球进行间断性扫描.,题型一、第一宇宙速度（全面、准确理解第一宇宙速度的物理意义） 【例1】 月球质量约为地球质量的181，半径约为地球半径的14，地
3、球上第一宇宙速度约为7.9km/s，则月球上的第一宇宙速度约为多少？,人造卫星的第一宇宙速度即为卫星贴近地球表面近地运行的最大速度.应用时可将该定义迁移应用于其他星体的第一宇宙速度.,典型例题：,【变式训练1】 (多选)据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( ) A. 运行速度大于7.9km/s B. 离地面高度一定，相对地面静止 C. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心
4、加速度大小相等,题型二、人造卫星 （学会建立天体匀速圆周运动模型）,例2(2011天津理综)(多选)质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( ) A. 线速度v B. 角速度C. 运行周期T2 D. 向心加速度a,处理天体运动问题时，往往需要建立匀速圆周运动模型：做匀速圆周运动的对象、质点运行轨道半径、圆心位置及向心力来源等.,【变式训练2】 (2011盐城中学期中)宇航员在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为h，已知该星球的半径为R，且
5、物体只受该星球的引力作用，引力常量为G. (1)求该星球表面的重力加速度； (2)如果要在这个星球发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期,题型三、有关地球同步卫星的计算例题3、我国发射的亚洲一号通信卫星的质量为m，如果地球半径为R，自转角速度为，地球表面重力加速度为g，则关于亚洲一号卫星的说法中错误的是( )A.距地面高h=B.轨道速度v=C.受到地球引力为mgD.受到地球引力为,【变式训练3】 (多选)用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地球表面重力加速度，0表示地球自转的角速度，则同步卫星所受地球对它的引力大小可表示为(
6、 )A. B. C. D.,下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是( ) A为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同 C不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内 D通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上,题型四、双星问题,变式训练4 神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T. (1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体(视为质点)对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，试求m(用m1、m2表示)； (2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式,
