资源描述：
《新人教高中物理必修二65宇宙航行精品教案_图文》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、65宇宙航行第5节宇宙航行经典力学局限［精讲精析］［知识精讲］知识点1:人造卫星1.应用万有引力定律分析天体运动的基本方法.把天体的运动看作是匀速圆周运动，其向心力由万有引力捉供。MmVrco2应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析和计算。2.人造卫星：饶地球飞行的物体卫星的绕行速度、角速度、周期与R的关系：/八亠小Mmv2.GM(1).由G^=m—得v=J——,故r越大,v越小地球卫星的最大速度vin=J-^^=7.9km/s(2).由G巴?=mco±得(o=故r越大,3越小.4疇故r越大,T越大.地球卫星的最小周期(3
2、).由G^=m4K2r34兀2r'・=J84min.T=VGMVGM故i•越大,T越大.地球卫星的最小周期注意：也可以说重力提供向心力，因而由此能否说r越大,v越大呢?与⑴矛盾，这是因为g并非不变，它随r变化，有g=GM/r2,所以⑴是正确的。G为卫星所在轨道位置的加速度。（4）人造卫星的加速度22加速度a==co2r=—=g=Arg0（g0是地球表面的重力加速度,R是地球半径）.r"r即a*A,i•越大,v越小.r在处理这几个量吋，要注意变量与不变量的关系，如当R变化吋，v、T、3都会发生变化。注意：有关人造卫星的儿个问题1
3、.人造卫星的轨道卫星绕地球做匀速圆周运动时靠地球对它的万有引力充当向心力，次求对卫星的万有引力指向地心，因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与心地重合，而这样的轨道有多种，其屮比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道（赤道卫星）和通过两极点上空的极地轨道（极地）卫星，当然也存在着与赤道平面成一定角度的圆轨道，只要圆周的圆心在地心,就可能为卫星绕地球运行的轨道。2.人造卫星的发射速度和运行速度所谓发射速度是指在地面的附近离开发射装置（火箭）时的初速度（牛顿人造卫星原理图中平抛的初速度就是发射速度）。要发射一颗人造卫星，若发射速度等于第一
4、宇宙速度，则卫星只能“贴着”地面做匀速圆周运动。如发射速度大于第一宇宙速度，则卫星将沿着椭圆轨道运行。第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度都指的是发射速度。所谓运行速度是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。只有以第一宇'山'速度发射的人造卫星绕地球表面运行时，运行速度才与发射速度相等，而对于在离地比较高的轨道上运行的卫星，英运行时的速度与地面发射速度并不相等，由于卫星发射后在达到预定轨道的过程屮要不断地克服地球的引力作用，因而到达预泄轨道后其运行速度要比发射速度小。由6辱=巴二，求得的¥=」空指的是人造卫星在轨道
5、上的运行速度,其大小随轨道半径的增大而减小。但我们又知道要想将卫星发射到更高的轨道，在地血发射时需要提供给卫星更大的速度，这与在越高轨道上运行速度越小并不矛盾，因为其中一个纸运行速度，一个指发射速度。3.卫星运行过程中的轨道改变当人造卫星在某一轨道上以某一速度运动，万有引力与向心力相等时，卫星在该轨道上做匀速圆周运动，如果卫星线速度变大，导致万有引力不足以提供向心力，卫星就要做离心运动而偏离原来的轨道，运行半径将变大（轨道为椭圆）。反Z,人造卫星将偏离原來的轨道向圆心方向漂移，在卫星冋收时，选择恰当的时机使做圆周运动的卫星速度
6、突然减小，卫星将会沿椭圆轨道做向心运动，让该椭圆与预定回收地点相切或相交，就能成功地回收卫星。4.人造卫星中的“超重”和“失重”现象(1)发射卫星时，卫星尚未进入轨道时的加速过程屮，由于具有竖直向上的加速度(或竖直方向的分加速度)，卫星内的物体处于超重状态。(2)卫星进入轨道后，在正常运行过程中，卫星的加速度等于轨道处的重力加速度，卫星中物体处于完全失重状态，凡是工作原理与重力有关的仪器(如天平、水银气压计、摆钟等)，在卫星中不能正常使用。(3)卫星返回地球过程屮，在落回靠近地而阶段，由于做减速下降运动具有竖直向上加速度(或有
7、竖直向上的分加速度)，卫星内的物体处于超重状态。［例1］A和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，已知mA=2mB,轨道半径RB=2RA,则B与A的()A.加速度之比为4:1B.周期之比为2^2：1C.线速度之比为1D.角速度之比为1:V2［思路分析］:地球对卫星的引力等于卫星运行所需的向心力，由此可得：⑴、线速度GMm/R2=mv2/R(M为地球的质量)v=jGM/R,RB=2RAB^,vB:vA=l：V2(2)、角速度:GMm/R2=mco2Rcd=Jgm/R?,Rb=2Ra时，coB：coA=l：2/2(3)、周期:GMm/
8、R2=47c2mR/T2T=2ttJr7GM,Rb=2RM，Tb：Ta=2a/2：1(4)、向心加速度:GMm/R2=maa=GM/R2,Rb=2Ra时，aB：aA=l：4答案：B［总结］:(1)向心力的公式有几种不同的表达式，如ma、mv7R、mco2R、4十R/尸，快速计
