第五节、天体运动及人造卫星

1、第五节、天体运动与人造卫星返回 1人造地球卫星人造地球卫星 (1)概念：如图概念：如图651所示，当物体所示，当物体的的 足够大时，它将会围绕足够大时，它将会围绕 旋转旋转而不再落回地面，成为一颗绕地球转动而不再落回地面，成为一颗绕地球转动的人造卫星。的人造卫星。 (2)运动规律：一般情况下可认为人运动规律：一般情况下可认为人造卫星绕地球做造卫星绕地球做 运动。运动。 (3)向心力来源：人造地球卫星的向心力由向心力来源：人造地球卫星的向心力由 提供。提供。 初速度初速度地球地球图图651匀速圆周匀速圆周地球对它地球对它的万有引力的万有引力 自学教材自学教材 返回 重点诠释重点诠释 对宇宙速度的

2、理解对宇宙速度的理解 宇宙速度是满足地球上不同要求的卫星的发射速度，不宇宙速度是满足地球上不同要求的卫星的发射速度，不能理解成卫星的运行速度。能理解成卫星的运行速度。 (1)第一宇宙速度：指人造卫星在地面附近绕地球做匀第一宇宙速度：指人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，速圆周运动所具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度，v7.9 km/s。 设地球质量为设地球质量为M，卫星质量为，卫星质量为m，卫星到地心的距离为，卫星到地心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的线速度为卫星做匀速圆周运动的线速度为v ，根据万有引力定律和牛，根据万有引力定律和牛顿第二定

3、律得：顿第二定律得：返回返回2宇宙速度宇宙速度(1)第一宇宙速度：第一宇宙速度：v1 ，又称环绕速度。，又称环绕速度。(2)第二宇宙速度：第二宇宙速度：v2 ，又称脱离速度。，又称脱离速度。(3)第三宇宙速度：第三宇宙速度：v3 ，也叫逃逸速度。，也叫逃逸速度。7.9 km/s11.2 km/s16.7 km/s返回(例题例题)火星直径约为地球的一半，质量约火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数倍。根据以上数据，以下说法正确的是据，以下说法正确的是()A火星表面重力加

4、速度的数值比地球表火星表面重力加速度的数值比地球表面小面小B火星公转的周期比地球的长火星公转的周期比地球的长C火星公转的线速度比地球的大火星公转的线速度比地球的大D火星公转的向心加速度比地球的大火星公转的向心加速度比地球的大返回 1.人造卫星的轨道人造卫星的轨道 卫星绕地球做匀速圆周运动时卫星绕地球做匀速圆周运动时由地球对它的万有引力充当向心力。由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通

5、过两极点上空的极地轨道。当然也应存在着与赤道平面成某一角极点上空的极地轨道。当然也应存在着与赤道平面成某一角度的圆轨道。如图度的圆轨道。如图652所示。所示。图图652返回2.如图如图653中的圆中的圆a、b、c，其圆心，其圆心 均位均位 于地球的自转轴于地球的自转轴 线上，对卫星线上，对卫星 环绕地球做匀速圆周运动而言，以下环绕地球做匀速圆周运动而言，以下 说法正确的是说法正确的是() A卫星的轨道可能为卫星的轨道可能为a B卫星的轨道可能为卫星的轨道可能为b C卫星的轨道可能为卫星的轨道可能为c D同步卫星的轨道只可能为同步卫星的轨道只可能为b图图653人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可

6、到达预定轨道。(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道上。(2)在A点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道。(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道。1变轨原理及过程2三个运行物理量的大小比较速度v1v3vAvBvAv1v3vB加速度因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道还是轨道上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，经过B点加速度也相同。周期T1T2T3T1T2T3三、卫星的运行速度和发射速度三、卫星的运行速度和发射速度（1）发射速度是火箭推动卫星使之不断加速，直至卫星脱离火箭时卫星的速度。）发射速度是火箭推动卫星使之不断加速，直至卫星脱离火箭时卫星的速度。（2）运行速度（环绕速度）是卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度。）运行速度（环绕速度）是卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度。 地球第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是第一宇宙速度是发射地球卫星的最小速度，是卫星绕地球运行的最大速度。卫星绕地球运行的最大速度。返回1（多选）关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（多选）关于第一宇宙速度，下列说法正确的是 ()A它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度B它是人造地球卫星在近地圆轨