1、萬有引力第2課時(shí) 萬有引力與衛(wèi)星運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)一：衛(wèi)星運(yùn)行參量的比較與計(jì)算及三種宇宙速度例1如圖所示，在地球同一軌道平面上的三顆不同的人造衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說法正確的是()A根據(jù)v，可知vA<vB<vCB根據(jù)萬有引力定律，可知FA>FB>FCC角速度A>B>CD向心加速度aA<aB<aC衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑的變化規(guī)律：例2已知地球半徑為R，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響根據(jù)以下條件推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式(1)已知地球質(zhì)量為M，引力常量為G(2)已知地球表面的重力加速度g例3我國將要發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號(hào)”設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形

2、的，且貼近月球表面已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81，月球的半徑約為地球半徑的1/4，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為()A0.4km/s B1.8km/s C11km/s D36km/s三種宇宙速度：活動(dòng)二：兩種特殊衛(wèi)星1近地衛(wèi)星例4在月球表面，宇航員測出小物塊自由下落h高度的時(shí)間為t，當(dāng)宇宙飛船在靠近月球表面圓軌道上飛行時(shí)，測出其環(huán)繞周期為T，已知引力常量為G，根據(jù)上述物理量求出月球的質(zhì)量M2同步衛(wèi)星例5據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)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

3、的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說法正確的是（ ）A、運(yùn)行速度大于7.9 km/sB、離地面高度一定，相對(duì)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例6(多選)已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G，有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是()A衛(wèi)星距地面的高度為B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為GD衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度同步衛(wèi)星的特點(diǎn)：活動(dòng)三：雙星模型例7冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為71，同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)

4、O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由此可知冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的()A軌道半徑約為卡戎的1/7B角速度大小約為卡戎的1/7PQ12D、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度。3C線速度大小約為卡戎的7倍D向心力小約為卡戎的7倍活動(dòng)四：衛(wèi)星的變軌問題例8發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示。則在衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是：A、衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率。B、衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度。C、衛(wèi)星在軌

5、道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度。D、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度。加速度。例9假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0。如圖所示，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道上運(yùn)行，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)入近月軌道繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)求：(1)飛船在軌道上的運(yùn)行速率v1和周期T1；(2)飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火時(shí)，動(dòng)能如何變化？在B點(diǎn)呢？(3)比較在軌道和軌道上經(jīng)過A的速度大小、加速度大小、；在軌道上經(jīng)過A、B的速度大??；在軌道和軌道上運(yùn)動(dòng)的周期【課堂檢測】12009年2月11日，俄羅斯的“宇宙225

6、1”衛(wèi)星和美國的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說法中正確的是()A甲的運(yùn)行周期一定比乙的長B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大2如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說法正確的是() A太陽對(duì)各小行星的引力相同 B各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年C小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加速度值D小行

7、星帶內(nèi)各小行星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值3設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是()A. B. C. D. 4（多）2007年10月25日17時(shí)55分，北京航天飛行控制中心對(duì)“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星實(shí)施首次變軌控制并獲得成功這次變軌是在衛(wèi)星運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)實(shí)施的，而此后將要進(jìn)行的3次變軌均在近地點(diǎn)實(shí)施“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的首次變軌之所以選擇在遠(yuǎn)地點(diǎn)實(shí)施，是為了抬高衛(wèi)星近地點(diǎn)的軌道高度同樣的道理，要抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)的高度就需要在近地點(diǎn)實(shí)施變軌如圖為“嫦娥一號(hào)”某次在近地點(diǎn)A由軌道1變軌為軌道2的示意圖，下列說法中正確的是()A“嫦娥一號(hào)