2015物理 第四章 第5课时　发射速度　环绕速度

1、广州出版社,2015年五羊高考,高考总复习物理(课件),2015年五羊高考物理复习,第5课时 发射速度 环绕速度,课前自主解读,1、卫星的绕行速度、角速度、周期、加速度与半径关系 （1）由 得，v=_，即轨道半径越大，绕行速度越_； （2）由 得，=_，即回到半径越大，绕行角速度越_； （3）由 得，T=_，即轨道半径越大，绕行周期越_； （4）由 得，a=_，即轨道半径越大，绕行向心加速度越_。 2、地球同步卫星 所谓地球同步卫星是指相对于_静止的人造卫星，它的周期T=_。要使卫星同步，同步卫星只能位于赤道正上方确定高度h=3.6 104km处。即_一定，_一定，_一定。,小,小,长,小,位

2、置,高度,周期,24h,地面,课前自主解读,3、宇宙速度 （1）第一宇宙速度是人造地球卫星环绕地球表面运行的最大速度，v1=_ （2）第二宇宙速度是物体挣脱地球束缚而成为一颗太阳的人造小行星在地面上的最小发射速度，第二宇宙速度v2=_ （3）第三宇宙速度是物体挣脱太阳的束缚而进入更广袤的宇宙空间，从地面起飞脱离太阳系的最小发射速度，第三宇宙速度 v3=_ 4、天体的质量和密度 由 得M=_，又 ， 得 ，R为中心天体的星体半径。即只要测出环绕中心天体M的天体运转的_和_就可以计算出中心天体的密度。 当r=R时，即卫星绕天体M表面运行时， =_，由此可以测量天体的密度。,7.9km/s,周期,轨

3、道半径,16.7km/s,11.2km/s,课堂主题互动,主题一、环绕速度、角速度与半径之间关系,例题1三颗人造地球卫星a、b、c在同一平面内沿不同轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RaRbRc.如图 (甲)所示，在某一时刻，它们正好运行到同一直线上那么再经过卫星a的四分之一周期时，卫星a、b、c的新位置可能是图(乙)中的( ),C,主题一、环绕速度、角速度与半径之间关系,例题2（2013，广东高考）如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ( ) A. 甲的向心加速度比乙的小 B. 甲的运行周期比乙的小 C. 甲的角速度比乙大

4、 D. 甲的线速度比乙大,A,变式1探测器探测到土星外层上有一个环为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定() A若vR，则该环是土星的一部分 B若v2R，则该环是土星的卫星群 C若v1/R，则该环是土星的一部分 D若v21/R，则该环是土星的卫星群,主题一、环绕速度、角速度与半径之间关系,AD,主题二、地球同步卫星的特点,例题3关于地球同步卫星，下列说法中正确的是() A它相对地心静止 B它相对地面静止，处于平衡状态 C它的加速度小于9.8m/s2 D为了转播广州亚运会有关通讯讯号，广州上空可定 位通讯卫星,C,变式2(单选

5、)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的() A质量可以不同 B轨道半径可以不同 C轨道平面可以不同 D速率可以不同,主题二、地球同步卫星的特点,A,变式3一颗在地球赤道上空绕地球运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为R，自转周期为T，地面重力加速度为g，则这颗卫星的运转速度的大小计算结果不正确的是( ) A. B C. D.,主题二、地球同步卫星的特点,D,主题三、三种宇宙速度,例题42004年1月4日12时35分终于成功登陆在火星表面关于火星探测器的发射原理，下列说法正确的是 () A发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B发射速度只有达到第三宇宙速度才

6、可以 C发射速度应大于第二宇宙速度，但不需要达到第三宇 宙速度 D离中心天体越远，线速度越小，故发射速度应该小于 第一宇宙速度,C,主题四、估算天体质量M、密度,例题5（2010，“五羊高考”原创）已知一颗人造卫星在某行星表面上空绕行星做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运动的弧长为s，卫星与行星的中心连线扫过角度为，则 (1)卫星的环绕周期T为多少？ (2)该行星质量是多少？已知万有引力常量为G.,主题四、估算天体质量M、密度,例题5 解析: (1)人造卫星做匀速圆周运动在某段圆弧经历的时间与圆弧对应的圆心角成正比 即 ，得运行周期为 设轨道半径为r，匀速圆周运动通过弧长与圆弧对应圆心角成正比

7、有 ，得卫星运行半径 (2)设行星质量为M，根据 ，得,例题6两颗靠得较近的天体称为双星，它们以二者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不致于由于万有引力作用而吸引在一起，下列说法中正确的是() A它们所受向心力与其质量成正比 B它们做匀速圆周运动的角速度之比是11 C它们做匀速圆周运动的轨道半径之比与其质量成正比 D它们做匀速圆周运动的线速度大小与其质量成反比,主题五、双星系统特点,BD,评卷现场观摩,卷例由于地球的自转，使得静止于赤道地面的物体绕地轴做匀速圆周运动对于这些做匀速圆周运动的物体，则该物体 () A所受向心力都指向地心 B其加速度等于重力加速度 C其运行速度等于第一宇宙速度 D

8、其周期与地球自转的周期相等,AD,评卷现场观摩,变式4设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，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，地球的半径为R，则下列比值正确的是() A. B. C. D.,B,课外演练,12009年2月10日，美国一颗商用通信卫星与俄罗斯一颗已经报废的卫星在西伯利亚上空相撞，产生大约12000块 太空碎片，如图51所示假设这些太空碎片都 围绕地球做匀速圆周运动，则() A质量越大的碎片速度越大 B质量越小的碎片速度越大 C离地球越远的碎片速度越大 D离地球越近的碎片速度越大,D,2.如图52，O是地球球心，下列说法正确的是(

9、) A同步卫星轨道只能与轨道a共面 B同步卫星轨道只能与轨道d共面 C卫星不可能的轨道为c、d D卫星可能的轨道为a、b 3由于通讯和广播方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星() A轨道平面可以不同 B质量可以不同 C轨道半径可以不同 D运行速度、加速度一定相同,课外演练,A,B,4我国发生的“天链一号01号星”属于地球同步卫星关于定点 后的“天链一号01号星”，下列说法正确的是() A它同时受到万有引力和向心力 B它“定点”，所以处于静止状态 C它处于失重状态，不受重力作用 D它的速度大小不变，但加速度不为零 5某同学这样来推导第一宇宙速度：v2R/T(23.14 6.4106)

10、/(243600) m/s0.465103 m/s，其结果与正确值 相差很远，这是由于他在近似处理中，错误地假设() A卫星的轨道是圆 B卫星的向心力等于它在地球上所受的地球引力 C卫星的轨道半径等于地球的半径 D卫星的周期等于地球自转的周期,课外演练,D,D,6. 质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP=-G，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 ( ),课外演练,C,课外演练,7已知金星绕太阳的公转周期小于1年，则可由此可

11、判定 () A金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 B金星的质量大于地球的质量 C金星的密度大于地球的密度 D金星的向心加速度大于地球的向心加速度,AD,82003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观这是6万年来火星距地球最 近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里， 为人类研究火星提供了最佳时机图示53为美 国宇航局最新公布的“火星大冲”的虚拟图则 有() A2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度 B2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度 C2004年8月29日，火星又回到了该位置 D2004年8月29日，火星还没有回到该位置,课

12、外演练,BD,9.要使卫星从如图54所示的圆形轨道1通过椭圆轨道2转移到同步轨道3，需要两次短时间开动火箭对卫星加速，加速 的位置应是图中的() AP点 BQ点 CR点 DS点 10.地球赤道上的物体随地球自转而做圆周运动的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；地球同步卫星的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；设物体与卫星的质量相等，则() AF1F2 Ba1a2 Cv1v2 D1,课外演练,AC,CD,11a、b、c是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造卫星其中b、c在同一个圆轨道上，a、b、c的轨道相交于P.某时刻三颗卫星的运行方向及位置如图55所示下列说 法中正确的是() Aa、c的线速度大小相等 Ba、c的角速度大小相等 Ca、c的加速度相同 Da、b存在在P点相撞的危险,课外演练,AB,课外演练,12A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心 (1)求卫星B的运动周期 (2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？,13宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力