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《2018届高考物理三轮冲刺导学案：人造卫星及宇宙航行（含解析）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、三轮冲刺导学案-一-人造卫星及宇宙航行考点剖析卫星的动力学规律小Mmv22由万有引力提供向心力,G——=ma=m—=r=m7rrT~二.卫星的各物理量随轨道半径变化的规律1.线速度几由G^-=m—得v=，可见，/越大，卩越小；/越小,厂rVr2.角速度可见，厂越大，3越小；r越小，3越大。3-周期由G詈訥討得T十爲,可见，r越大，T越大；r越小，T越小。4・向心加速度即由=man得r~r可见，厂越大，2越小；r越小，日n越大。以上结论可总结为“一定四定，越远越慢”。三、卫星运行参量的比较与运算卫星名称离地面距离运转周期运转速率近地卫星084分钟（最小周期）7.9km/s（最大环绕速度）神舟
2、号飞船350km90分钟7.7km/s通讯同步卫星36000km（约67?）24小时3.1km/s月球3.8X105km27天1.02km/s四、三种宇宙速度宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度7.9卫星的最小发射速度，若7.9km/s1.2,物体绕地球运行第二宇宙速度11.2物体挣脫地球引力束缚的最小发射速度。若11.2km/sW卩V16.7krn/s物体绕太阳运行第三宇宙速度16.7物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，若1/^16.7km/s,物体将脱离太阳系在宇宙空间运行注意:(1)第一宇宙速度的推导有两种方法：①由吩j粧得心管②由mg=(2)第一宇宙速度的公式不仅适用于地球，也
3、适用于其他星球，只是M、局、&必须与之相对应，不能套用地球的参数。五、卫星变轨问题人造地球卫星发射过程要经过多次变轨，如图所示，我们从以下几个方而讨论：1-变轨原理及过程(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I上。(2)卫星在力点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供卫星在轨道I上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道II。(3)在〃点(远地点)再次点火加速进入圆轨道III。1.一些物理量的定性分析(1)速度：设卫星在圆轨道I和III上运行时的速率分别为％、旳，在轨道II上过/点和〃点时速率分别为坏％。在力点加速，则5*,在〃点加速,卩3>巾，又因旳>卩3
4、,故有K»>K1>r3>(2)加速度：因为在力点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道I还是轨道II上经过力点，卫星的加速度都相同，同理，经过〃点加速度也相同。(3)周期：设卫星在I、II、III轨道上运行周期分别为7；、艮、g轨道半径分别为门、厂2(半长轴)、厂3,由开普勒第三定律可知25(2)如果卫星的轨道半径/减小，线速度卩将增大，周期T将减小，向心加速度臼将增大，动能4将增加，势能毘将减少。典例精析1、质量为刃的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球的质量为必刀球的半径为刀球表面的重力加速度为g,引力常量为不考虑月球自转的影响，则航天器的A.线速度u
5、=GMC.运行周期T=2ttI-B.角速度Ct)=y[gRD・向心加速度心洱R2【答案】AC【解析】根据卫星做圆周运动和万有引力等于重力得出=m~v=»故A正确；mg=mRco1co=,故B错误；mg=m^R^T=2n^,故C止确；G響=勞故D错误。考点：万有引力定律2、如图，若两颗人造卫星日和方均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心0的距离分别为刀、线速度大小分别为H、叫则bA.4B.—4C.2U（3D.巴V2VV2V2V2r2【答案】A【解析】由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据G辔二疋，得r阪，所以―佢,故A正确，BCD错误。厂rvrv2]/rt考点：天
6、体运动点拨：本题主要是公式，卫星绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力G^=m—,由此得到线速度与轨道半径的关系。rr3、理论研究表明，物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用，具有引力势能。设物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可表示为比二-&地，其中&是引力常量，〃是地球的质量（地球的质量必未知），刃是物r体的质量，厂是物体距地心的距离。已知地球的半径为斤，地球表面的重力加速度为g,求：（1）第一宇宙速度；（2）第二宇宙速度。【答案】（1）yfgR（2）yl^R【解析】（1）第一宇宙速度为绕地球表面做匀速圆周运动的速度，有Mm不考虑地球自转的影响，地球表面上物体所受的重力
7、近似等于其受到的万有引力,联立以上两式得*=际（2）第二宇宙速度为脱离地球的速度，到无穷远处速度为Oo设第二宇宙速度的值为血，由发射点和无限远机械能相等得，+加J—G罟二eJ+E,=0+0,^v2=j2gR考点：万有引力定律、圆周运动、机械能守恒定律点拨：木题是一道信息给予题，即给出空间任一点的引力势能的大小的计算式。本题的难点在于正确理解第二宇宙速度的含义：即在地球表而所应给物体的最小发射速度。此吋物体具有的总能量应与
