天体运动的分析与计算 【知识精讲+备课精研+高效课堂】 高一物理精讲精练课件（人教版2019必修第二册）

7.4.1天体运动的分析与计算第7章

万有引力与宇宙航行专题11.卫星绕地球的运动和受力特点卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力：F引=F向

2.卫星的动力学方程(r–v–ω–T

的关系)一、人造卫星复习回顾1243卫星轨道半径越大：

线速度越小，角速度越小，向心加速度越小，周期越大。

例1.(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，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的周期相同且大于a的周期C.b、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的线速度一、人造卫星复习回顾ABD例2.(2021·辽宁实验中学高一月考)已知火星的两个卫星A和B，卫星的轨道可以看作是圆形的，卫星A轨道半径是卫星B轨道半径的n倍，则（）A.卫星A与卫星B的线速度大小之比为B.卫星A与卫星B的向心加速度之比为C.卫星A与卫星B的周期之比为D.卫星A的质量大于卫星B的质量一、人造卫星复习回顾B例3.如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度大小大于外侧小行星的向心加速度大小D.小行星带内各小行星绕太阳做圆周运动的线速度大小大于地球公转的线速度大小一、人造卫星复习回顾C卫星的轨道半径近似等于地球半径，即卫星贴近地球表面飞行。近地卫星一、人造卫星也即是：第一宇宙速度

一、人造卫星同步卫星1.“同步”的含义就是和地面保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期。在地球同步轨道上自西向东运行的人造卫星。轨道周期与地球的自转周期相同，为1个恒星日，即23小时56分4秒

；距离地面大约35786km，距离地心大约42164km

。地球同步卫星常用于通信、气象、导航以及军事情报搜集等。一、人造卫星①定周期：同步卫星②定轨道：1.“同步”的含义就是和地面保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期。③定高度：同步卫星轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致，由西向东。由可得：r所有同步卫星的周期均为T＝24h.例4.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统.其中有静止轨道同步卫星和中轨道地球卫星.已知中轨道地球卫星的轨道高度为5000～15000km，则下列说法正确的是（）A.中轨道地球卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度B.上述两种卫星的运行速度可能大于7.9km/sC.中轨道地球卫星绕地球一圈的时间小于24小时D.静止轨道同步卫星可以定位于北京的上空同步卫星C一、人造卫星h=3.6×107mr=4.2×107mv=3km/sT=24hh=3.8×108mr≈3.8×108mv=1km/sT=27天h≈0r=6.4×106mv=7.9km/sT=84分钟同步卫星近地卫星月球近地卫星、同步卫星、月球三者的比较一、人造卫星二、赤道上的物体1对于地球赤道上的物体1，随地球一起转动：23对于近地卫星2，绕地球做圆周运动：对于同步卫星3，绕地球做圆周运动：对1和3：对2和3：都在天上，万有引力全部提供向心力。周期、角速度相同，例5.A为地面上的待发射卫星，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星。三颗卫星质量相同，三颗卫星的线速度大小分别为vA、vB、vC，角速度大小分别为ωA、ωB、ωC，周期分别为TA、TB、TC，向心加速度大小分别为aA、aB、aC，则（）A.ωA＝ωC<ωB B.TA＝TC<TB

C.vA＝vC<vB D.aA＝aC>aB三、同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较A对A和C：对B和C：都在天上，万有引力全部提供向心力。周期、角速度相同，对A和B：无法直接比较。

两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动，a卫星的角速度为ωa，b卫星的角速度为ωb.若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近。那么两卫星再次相距最近的时间是多少？四、卫星相距“最近”“最远”问题追及相遇

两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动，a卫星的角速度为ωa，b卫星的角速度为ωb.若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近。那么两卫星再次相距最近的时间是多少？四、卫星相距“最近”“最远”问题追及相遇

两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动，a卫星的角速度为ωa，b卫星的角速度为ωb.若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近。那么两卫星第一次相距最远的时间是多少？四、卫星相距“最近”“最远”问题追及相遇

两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动，a卫星的角速度为ωa，b卫星的角速度为ωb.若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近。那么两卫星第一次相距最远的时间是多少？四、卫星相距“最近”“最远”问题追及相遇四、卫星相距“最近”“最远”问题例6.(2020·上海建平中学高一期末)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图