资源简介

(共23张PPT)
7.4 宇宙航行
二、第一宇宙速度
牛顿的设想
二、第一宇宙速度
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
1、定义：将卫星发射出去使其绕地球做圆周运动所需最小的发射速度。
①
②
2、大小：
人造卫星在地球表面做圆周运动的周期T.
=84.8min
二、第一宇宙速度
4、人造卫星的最小周期T=84.8min
3、最小的发射速度，最大的环绕速度
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：
1． “玉兔号”登月车在月球表面成功登陆，实现了中国人“奔月”的伟大梦想，机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则（　　）
A．月球表面重力加速度为
B．月球的第一宇宙速度为
C．月球同步卫星离月球表面的高度为
D．月球质量为
1．【答案】BD
A．月球表面重力加速度为
B．由重力提供向心力，则有
月球的第一宇宙速度为
CD．月球同步卫星离月球表面的高度为H，则有
月球表面有
月球质量为
2．我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的，火星质量是地球质量的；已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h。忽略星球自转的影响，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．火星的平均密度为
B．火星表面的重力加速度是
C．火星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的
D．王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是
2．【答案】ABD
AB．忽略地球自转的影响，物体在地球表面的重力等于万有引力，有
同理得火星表面的重力加速度
火星的平均密度
C．星球的第一宇宙速度为该星球的近地卫星的环绕速度，有
D．以初速度v0在地球上竖直起跳能达到的最大高度为
由火星表面和地球表面重力加速度的关系可知，以相同的初速度在火星上起跳，能达到的最大高度为
3．火星是太阳系中与地球最为类似的行星，是我国深空探测的第二颗星球。若火星探测器在距火星表面某高度处绕火星做匀速圆周运动，测得飞行N圈所用时间为t，已知火星表面的重力加速度为g0，火星可视为均匀球体，其半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．火星探测器的线速度大小为
B．火星探测器距火星表面的高度为
C．火星的第一宇宙速度为
D．火星的平均密度为
3．【答案】BC
A．火星探测器绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为
火星探测器绕火星做匀速圆周运动周期
火星探测器匀速飞行的速度为
B．设火星质量为M，火星探测器质量为m，
火星探测器在火星表面静止时
C．卫星刚好绕火星表面做匀速圆周运动时
三、第二宇宙速度
1、定义：将卫星发射出去使其克服地球引力永远离开地球，即脱离地球的束缚所需的最小的发射速度。
2、大小：
四、第三宇宙速度
1、定义：将卫星发射出去挣脱太阳的引力的束缚，飞到太阳系外所需的最小的发射速度。
2、大小：
①发射速度大于7.9km/s小于11.2km/s，卫星绕地球运动；
②发射速度大于11.2km/s小于16.7km/s，卫星绕太阳运动；
③发射速度大于16.7km/s,飞到太阳系以外的空间；
注意：
五、三种人造地球卫星轨道
1、赤道轨道
卫星的轨道在赤道平面上，卫星始终处于赤道上方
2、极地轨道
卫星的轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空
3、一般轨道
卫星轨道与赤道成一定的角度
共同点：
卫星绕地球做圆周运动的圆心必与地心重合
1、运行方向与地球自转方向一致。
2、周期T=24h
3、角速度与地球自转的角速度相同
4、轨道平面与赤道平面重合，在赤道正上方
5、离地表高度均为36000km
六、地球同步卫星
（通讯卫星、通信卫星）
h
R
M
m
注意：同步卫星质量可以不同,相对地球静止
同步卫星、近地卫星、赤道上的物体
赤道上的物体：
①角速度与地球自转相同；②万有引力提供向心力
同步卫星：
②万有引力提供向心力
①角速度与地球自转相同
②万有引力和地表支持力的合力提供向心力
近地卫星：
①
同步卫星、近地卫星、赤道上的物体
赤道上的物体 = 同步卫星<近地卫星
3、角速度:
1、向心加速度：
近地卫星：
赤道上的物体：
同步卫星：
2、线速度：
同步卫星：
近地卫星：
赤道上的物体：
4.同步卫星离地心距离为r，运行速度为v1，加速度为a1．地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R．则以下正确的是（ ）
4．【答案】AD
AB.因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由
a1=ω2r，a2=ω2R可得a1 : a2 = r: R 故A正确，B错误；
CD.对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：
故C错误，D正确．
5.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是
A．d的运动周期有可能是23h
B．c在4h内转过的圆心角是
C．b在相同时间内转过的弧长最长
D．a的向心加速度等于重力加速度g
8．【答案】C
地球同步卫星周期等于地球自转周期，为24h。设卫星轨道半径为r，运转周期为T，线速度v，地球质量M，
所以地球卫星高度越大周期越长，速度越小。A ．d是高空探测卫星，d的高度大于c的高度，故d的周期应大于c的周期24小时。所以d周期23h错误，故A错误；
B． c是地球同步卫星，故c在4h内转过的圆心角是
C．b、c、d是已发射地球卫星，b的高度最小周期最小速率最大，所以b在相同时间内转过的弧长最长，故C正确；
D．a在地球表面还未发射，设a的质量为m，在地球赤道随地球自转的向心加速度为a，

展开更多......

收起↑