4.人造衛(wèi)星宇宙速度

1.了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識。

2.會推導(dǎo)第一宇宙速度，知道第二、第三宇宙速度。

3.能用所學(xué)知識求解衛(wèi)星基本問題。

問題情景若拋出物體的水平初速度足夠大,物體將會怎樣?一、人造衛(wèi)星

在地球上拋出的物體，當(dāng)它的速度足夠大時，物體就永遠(yuǎn)不會落到地面上，它將圍繞地球旋轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運動的人造地球衛(wèi)星。簡稱人造衛(wèi)星。1895年，俄國宇航先驅(qū)齊奧爾科夫斯基在一篇名為《天地幻想和全球引力效應(yīng)》的論文中率先提出了制造人造衛(wèi)星的設(shè)想。1957年10月4日，蘇聯(lián)將第一顆人造衛(wèi)星送入環(huán)繞地球的軌道。此后，數(shù)以千計的人造衛(wèi)星、空間站，被相繼發(fā)射進(jìn)入軌道，用于通信、導(dǎo)航、收集氣象數(shù)據(jù)和其他許多領(lǐng)域內(nèi)的科學(xué)研究。牛頓人造地球衛(wèi)星的設(shè)想圖v洲際導(dǎo)彈人造衛(wèi)星增大發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度是多大？二、宇宙速度

使衛(wèi)星能環(huán)繞地球運行所需的最小發(fā)射速度叫做第一宇宙速度。推導(dǎo)：（1）F引=F向1.第一宇宙速度（環(huán)繞速度）

從上式可以看出:，衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運行的速度越慢。

對于靠近地面的衛(wèi)星，可以認(rèn)為此時的r近似等于地球半徑R，把r用地球半徑R代入，可以求出：這就是第一宇宙速度。第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，最大的環(huán)繞速度。第一宇宙速度的另一種表達(dá)式請你用已學(xué)的知識進(jìn)行推導(dǎo)。（2）F引=mg=F向

v1=7.9km/s

如果人造地球衛(wèi)星進(jìn)入地面附近的軌道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球運動的軌跡是橢圓。7.9km/s<v<11.2km/s

當(dāng)物體的速度大于或等于11.2km/s時，衛(wèi)星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行。我們把這個速度叫第二宇宙速度。達(dá)到第二宇宙速度的物體還受到太陽的引力。2.第二宇宙速度：（脫離速度）

如果物體的速度大于或等于16.7km/s，物體就擺脫了太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。我們把這個速度叫第三宇宙速度。3.第三宇宙速度：太陽（逃逸速度）繞地球作勻速圓周運動的衛(wèi)星，其所需向心力由萬有引力提供三、衛(wèi)星的運行(圓周軌道)ABCv1=7.9km/s常見的人造衛(wèi)星通信衛(wèi)星氣象衛(wèi)星資源衛(wèi)星技術(shù)實驗衛(wèi)星同步衛(wèi)星軌道四、地球同步衛(wèi)星在地球赤道的地面上空、相對地面靜止，運行周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同的衛(wèi)星，又叫通信衛(wèi)星。rRh同步衛(wèi)星離地面的高度是定值同步衛(wèi)星軌道四、地球同步衛(wèi)星特點：rRh1、周期一定T=24h2、高度一定h=3.6×104km3、線速度一定v=3.1km/s4、向心加速度一定a=0.23m/s21．關(guān)于第一宇宙速度，下面說法：①它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度；②它是發(fā)射人造衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小速度；③它是人造衛(wèi)星繞地球飛行的最大速度；④它是發(fā)射人造衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最大速度。以上說法中正確的有（）A．①②B．②③C．①④D．③④B2．對于繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．人造地球衛(wèi)星的實際繞行速率一定大于7.9km/sB．從衛(wèi)星上釋放的物體將作平拋運動C．在衛(wèi)星上可以用天平稱物體的質(zhì)量D．我國第一顆人造地球衛(wèi)星（周期是6.84×103s）離地面高度比地球同步衛(wèi)星離地面高度小D3.火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓。已知火衛(wèi)一的周期為7小時39分?；鹦l(wèi)二的周期為30小時18分，則兩顆衛(wèi)星相比()A．火衛(wèi)一距火星表面較近B．火衛(wèi)二的角速度較大C．火衛(wèi)一的運動速度較大D．火衛(wèi)二的向心加速度較大ACAD4．某同學(xué)通過直播得知“神舟”六號在圓軌道上運轉(zhuǎn)一圈的時間小于24小時，由此他將其與同步衛(wèi)星進(jìn)行比較而得出以下結(jié)論，其中正確的是（）A.“神舟”六號運行的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度

B.“神舟”六號在圓軌道上的運行速率小于同步衛(wèi)星的速率

C.“神舟”六號在圓軌道上的運行角速度小于同步衛(wèi)星的角速度D.“神舟”六號運行時離地面的高度小于同步衛(wèi)星的高度5．在圓軌道上運動的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則（）A．衛(wèi)星運動的速度為 B．衛(wèi)星運動的周期為C．衛(wèi)星運動的加速度為 D．衛(wèi)星軌道處重力加速度為B6．“探路者”號宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆天體各有一顆靠近表面飛行的衛(wèi)星，并測得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷正確的是（）A．天體A、B表面的重力加速度與它們的半徑成正比B．兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等C．天體A、B的質(zhì)量一定相等D．天體A、B的密度一定相等AD7．我國發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量為1.24t，在某一確定的軌道上運行.下列說法中正確的是（）A．它定點在北京正上方太空，所以我國可以利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播B．它的軌道平面一定與赤道平面重合C．若要發(fā)射一顆質(zhì)量為2.48t的地球同步通信衛(wèi)星，則該衛(wèi)星的軌道半徑將比“亞洲一號”衛(wèi)星軌道半徑大D．要發(fā)射一顆質(zhì)量為2.48t的地球同步衛(wèi)星，則該衛(wèi)星的軌道半徑將比“亞洲一號”衛(wèi)星軌道半徑小