高一物理必修２ 人造卫星 宇宙速度
学习目标:
1．知道人造卫星的运行原理和轨道。 2．知道三个宇宙速度。
3．掌握人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习重点:
1．人造卫星的运行原理和轨道。
2．人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。
学习难点: 人造卫星的周期、线速度、角速度跟其轨道半径的关系。 主要内容:
一、人造卫星的运行原理和轨道 1．运行原理： 2．运行轨道 二、宇宙速度：
1．第一宇宙速度(环绕速度)：
2．第二宇宙速度(脱离速度)： 3．第三宇宙速度(逃逸速度)： 三、人造卫星的发射速度和运行速度
人造卫星的发射速度与运行速度是两个不周的概念。所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度，并且一旦发射后就再无能量补充，被发射物仅依靠自己的初动能克服地球引力上升一定高度，进入运动轨道。要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行，如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
所谓运行速度，是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度。当卫星“贴着”地面运行时，运行速度等于第一宇宙速度。根据知，人造卫星距地面越高(即轨道半径r越大)，运行速度越小。实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，所以卫星的实际运行速度一定小于发射速度。人造卫星的发射速度与运行速度之间的大小关系是：1 1．2km／．y>v发≥7．9km／s>v运
四、人造卫星绕行线速度、角速度、周期与半径的关系 1．线速度与半径的关系： 2．角速度与半径的关系： 3．周期与半径的关系：由 五、地球同步卫星
所谓地球同步卫星，是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。卫星要与地球自转同步，必须满足下列条件：
1．卫星绕地球的运行方向与地球自转方向相同，且卫星的运行周期与地球 自转周期相同(即等于24h)。
2．卫星运行的圆形轨道必须与地球的赤道平面重合。 3．卫星的的轨道高度一定(距地面3．6万公里)。 【例一】关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是： A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小遮度 B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D．它是卫星在椭圆轨道上运动时在近地点的速度
【例二】设地球半径为R，一颗人造卫星在离地面高度h=R的圆形轨道上运行，其运行速度是第一宇宙速度的多少倍?
【例三】把一颗质量为2t的人造地球卫星送入环绕地球运行的圆形轨道，已知地球质量为6×10kg，半径为6．4×10km。这颗卫星运行的周期是多少小时？
◆【例四】假设同步1J星的轨道半径足地球赤道半释的胛倍，则：
24
3
彳·j司步1j晕的向心加速度足赤道上物体m山加速度的(起+1)倍 B·J司步1j星的向心加速度足赤道上物体向一心加速度的胛倍 c-J刮步Ii星的向心加速度足赤道上物体向心加速度的三倍 D·J司步．_l丁星的向心加速度足赤道上物体重力加速度的以倍 课堂训练
l_ ~．LLt．fJ星绕地球作匀速圆周运动，则离地面越近的卫星，其( ) (A)速度越大 B．角速度越大 c．向心加速度越大 D．周期越长 r当人造卫星绕地球做匀速圆周 爿．．定等于7．9千米／秒 C．·定大于7．9千米／秒 运动时，其绕行速度( ) B．·定小于7．9干米／秒；， D．介十7。9～11．2 T‘米／秒．
：‘+然焉湍?黼蓊≥供’B．宇航鼬觉处于失重状态
4+凡．审舱做圆周运动的向心力由地球对它的引力旋供 ·r子凯贝{瑟r见处了大里1八芯
}裂内篙无4热蝴蝴寸了D1984 8 ‘镒瓣景篷基公转…觚跟
4．我国在 年 月 目成功地发射了‘‘颗通汛1_J星，这颗Ii星绕地球公转嗣用逐厦叫’业健
地球自转的角速度u2之比ul／“2===——
≯只然半径为R。，地．球表面处的重力加速度为g，一颗人造』j星围绕地球做匀速圆周运动，
1。地球的半径为o，地球表面处的重力加速度为 ，一颗人造lJ星围绕地坏1取刽避圆刷垤列’
A：瞳星的速度大小为 曰．一p星的角速度大小为 c．卫星的加速度大小为g／2 D—p星的运动周期芫
2．两颗人造卫星4和B的质量之比为1：2，它们的轨道半释之比为3：1，~-a,-JWJ~,fr]恰好-
与地球在同一条直线上，q。知两颗．p星的( )
爿．线速度之比v4：v旷1：3 B．向心加速度之比吼：盘片。1：3 C．向心力之比几：凡：1：1 8 D．周期之比乃：％：：：3-1 。 …
3．’桑人造地球卫星离地面高度等于地球的直径，它绕地球作匀速圆周运动的厂uj心加速度(以米
／秒。为单位)最接近于以下四个数值中的( )
A5 ．B…．1…～…C．0…．5…。。。D、．0．。1。r'-r'-r'-r'-r~-E，丰=^窗讪丙M宣离p．书帚刊F．I碲的I坐裕．
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4．J}fj m表不地琳迥。m—I一星Ll口J少Ii生／flu)Y4’’‘仪小b网’。…‘…““”旷““～一。……’
鳓表示地球表面的重力加速度，缈0表示地球目转的角速度，则像l!壁所义削地球刈匕驯／。伺
引力的大小为( )
5．地球半径为R，地面的重力加速度为g，某小星距地面的高度也为R，设卫星作匀速圆周运
动，下列说法正确的是( )
彳．Ⅳ星的线速度为 B．p星的角速度为 C．p星的加速度为D．jIJ望的周期为
6．环绕地球。做匀速圆周运动的人造卫星，距地面高度越大， 彳．线速度和周期越大 B．线逐度午Ⅱ周期越小 C．线速度越大，周期越小D．线速度越小，周期越大． 7．如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服地球引力 以下说法中正确的是( ) 叮脱离地面飘浮起来，这时地球
自转的最大周期p——(地球半径为尺，地面重力加速度为g)．
8．已知地球半径约为6．4×10m，又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，则可估算出月球到地心的距离约为 m。(结果只保留一位有效数字)
9．如果有一个行星质量是地球的l／8，半径是地球半释的1／2。求在这一行星上发射卫星的环绕速度。
10．甲、乙两颗人造地球卫星在同一轨道平面上的不同高度处同向运动(可视为匀速圆周运动)，甲距地面的高度为地球半径的O．5倍，乙距地面的高度为地球半径的5倍，两卫星的某一时刻正好位于地球表面某点的正上空，求： (1)两卫星运行的线速度之比?(2)乙卫星至少要经过多少周期，两卫星间的距离才会达到最大?
11．无人飞船“神州二号”曾在离地面高度为H=3．4×10m的圆轨道上运行了47小时。求在这段时间内它绕行地球多少圈?(地球半径R=6．37×10m，重力加速度g=9．8m／s) 阅读材料：静止卫星为何要多次点火
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高一物理必修2 人造卫星 宇宙速度
