新課標(biāo)2012屆高考物理總復(fù)習(xí)配套課件4-5課時(shí)5人造衛(wèi)星宇宙速度.ppt

1、課時(shí)5人造衛(wèi)星宇宙速度,知識點(diǎn)一人造衛(wèi)星 知識回顧 基本特征：把天體運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需的向心力由天體間的萬有引力提供 表達(dá)式：應(yīng)用萬有引力定律分析天體運(yùn)動(dòng)的方法,要點(diǎn)深化 1三個(gè)近似 近地衛(wèi)星貼近地球表面運(yùn)行，可近似認(rèn)為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑等于地球半徑；在地球表面隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體可近似認(rèn)為其重力等于地球?qū)λ娜f有引力；天體的運(yùn)動(dòng)軌道可近似看作圓軌道,注意：1.a、v、T是相互聯(lián)系的，其中一個(gè)量發(fā)生變化，其他各量也隨之發(fā)生變化 2a、v、T皆與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，只由軌道半徑r和中心天體的質(zhì)量M決定 3人造衛(wèi)星的軌道圓心一定與地心重合,答案：BD,知識點(diǎn)二宇宙速度 知識回顧 1第一宇

2、宙速度(環(huán)繞速度) 指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，它是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度其大小為v1 km/s.,7.9,2第二宇宙速度(脫離速度) 在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽運(yùn)動(dòng)的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小發(fā)射速度其大小為v2 km/s. 3第三宇宙速度(逃逸速度) 在地面上發(fā)射物體，使之能夠脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度其大小為v3 km/s.,11.2,16.7,要點(diǎn)深化 1第一宇宙速度的理解和推導(dǎo) 由于在人造衛(wèi)星的發(fā)射過程中，火箭要克服地球的引力做功，所以將衛(wèi)星發(fā)射到離

3、地球越遠(yuǎn)的軌道，在地面上所需的發(fā)射速度就越大，故人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度對應(yīng)將衛(wèi)星發(fā)射到近地表面運(yùn)行，此時(shí)發(fā)射時(shí)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為繞行的動(dòng)能而不需要轉(zhuǎn)化為重力勢能,注意：(1)三個(gè)宇宙速度指的是發(fā)射速度，不能理解成運(yùn)行速度 (2)第一宇宙速度既是最小發(fā)射速度，又是最大運(yùn)行速度,基礎(chǔ)自測 1990年5月，中國紫金山天文臺將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2 752號小行星命名為吳健雄星，其直徑2R32 km.如該小行星的密度和地球的密度相同，則對該小行星而言，第一宇宙速度為多少？(已知地球半徑R06 400 km，地球的第一宇宙速度v18 km/s),答案：20 m/s,知識點(diǎn)三同步衛(wèi)星 知識回顧 概念

4、：相對地面 的衛(wèi)星稱為同步衛(wèi)星 基本特征：周期為地球自轉(zhuǎn)周期T ；軌道在赤道平面內(nèi)；運(yùn)動(dòng)的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度 ；高度h一定；軌道和地球赤道為共面同心圓；衛(wèi)星運(yùn)行速度一定,靜止,24 h,相同,注意：1.一般衛(wèi)星的周期、線速度等可比同步衛(wèi)星大，也可比同步衛(wèi)星小，但線速度不超過v7.9 km/s. 2一般衛(wèi)星的軌道是任意的，同步衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)但無論是一般衛(wèi)星還是同步衛(wèi)星，其軌道平面一定通過地球的球心,基礎(chǔ)自測 2009年4月15日零時(shí)16分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運(yùn)載火箭，成功將第二顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道這次發(fā)射的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)計(jì)劃中的第

5、二顆組網(wǎng)衛(wèi)星，是地球同步靜止軌道衛(wèi)星該衛(wèi)星在預(yù)定軌道正常運(yùn)行時(shí)，下列說法正確的是(),A它一定位于赤道的上空 B它可能經(jīng)過北京上空 C其周期為1個(gè)月 D它的線速度大于7 900 m/s 解析：根據(jù)題意可知，該衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星，其周期為24小時(shí)，所以該衛(wèi)星一定位于赤道的上空，不可能經(jīng)過北京上空，它的線速度一定小于第一宇宙速度(7 900 m/s)所以只有選項(xiàng)A正確 答案：A,題型一描述人造衛(wèi)星的各物理量與軌道半徑的關(guān)系 例1有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)行，已知它們的軌道半徑之比r1r241，求這兩顆衛(wèi)星的： (1)線速度之比 (2)角速度之比 (3)周期之比 (4)向心加速度之比,答案

6、(1)12(2)18(3)81(4)116,題后反思 關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)在天文學(xué)中的應(yīng)用問題，只要列出圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力，然后利用圓周運(yùn)動(dòng)知識就可以求解,變式11如圖1所示，在同一軌道平面上的幾顆人造地球衛(wèi)星A，B，C，在某一時(shí)刻恰好在同一直線上，下列說法正確的有() A據(jù)v ，可知vAFBFC C向心加速度aAaBaC D運(yùn)動(dòng)一周后，A先回到原地點(diǎn),圖1,解析：對于衛(wèi)星，軌道越高，線速度越小，因?yàn)閞AvBvC，軌道越高，向心加速度越小，aAaBaC，TATBTC.向心力不能判定，因?yàn)橘|(zhì)量不知道 答案：CD,題型二計(jì)算第一宇宙速度 例2金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量為地球的

7、0.82倍，金星表面的自由落體加速度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？(地球表面的重力加速度g為9.8 m/s2，地球的第一宇宙速度為7.9 km/s),答案8.9 m/s27.3 km/s,題后反思 只有準(zhǔn)確理解了第一宇宙速度的概念，才能找到此題的切入點(diǎn)以某星球?yàn)楸尘?，在該星球上做相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)是高考試題的一種新趨勢處理時(shí)最好把該星球理解為熟知的地球，以便“身臨其境”，這樣會(huì)更容易理解、思考問題，從而找出正確的解題方法,變式21某星球的質(zhì)量為M，在該星球表面某一傾角為的山坡上以初速度v0平拋一個(gè)物體，經(jīng)t時(shí)間該物體落到山坡上欲使該物體不再落回該星球的表面，至少應(yīng)以多大的速度拋出物體？(不計(jì)一

8、切阻力，萬有引力常量為G),題型三衛(wèi)星、飛船的變軌問題 例3“神舟”六號飛船的成功飛行為我國在2010年實(shí)現(xiàn)探月計(jì)劃“嫦娥工程”獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道，到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B再次點(diǎn)火進(jìn)入月球近月軌道繞月球做圓周運(yùn)動(dòng),圖5,求： (1)飛船在軌道上的運(yùn)行速率 (2)飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火時(shí)，動(dòng)能如何變化？ (3)飛船在軌道繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間,變式31(2010江蘇單科)2009年5月，航天飛機(jī)在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖3所

9、示關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有(),圖3,A在軌道上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度 B在軌道上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道上經(jīng)過A的動(dòng)能 C在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期 D在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度,答案：ABC,答案：C,2(2009福建高考)“嫦娥一號”月球探測器在環(huán)繞月球運(yùn)行過程中，設(shè)探測器運(yùn)行的軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)() Ar、v都將略為減小 Br、v都將保持不變 Cr將略為減小，v將略為增大 Dr將略為增大，v將略為減小,答案：C,3圖4是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多

10、次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測下列說法正確的是(),圖4,A發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度 B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān) C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比 D在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力,答案：C,4據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是() A運(yùn)行速度大于7.9 km/s B離地面高度一定，相對地面靜止 C繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大 D向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等,答案：BC,5一組宇航員乘航天飛機(jī)，去修理位于離地球表面6.0105 m的圓形軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡H.機(jī)組人員使航天飛機(jī)S進(jìn)入與H相同的軌道并關(guān)閉推動(dòng)火箭，而望遠(yuǎn)鏡則在航天飛機(jī)前方數(shù)千米處，如圖2所示，設(shè)G為引力常量，而ME