物理：3.2-3.3《萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,飛向太空》課件(粵教版必修2)

1、第二節(jié)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用第二節(jié)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用第三節(jié)飛向太空第三節(jié)飛向太空核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案第三節(jié)飛向太空第三節(jié)飛向太空課標(biāo)定位課標(biāo)定位課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.會(huì)利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)會(huì)利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量量2理解人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌理解人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系道半徑的關(guān)系3能利用人造衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律分析、計(jì)算有關(guān)能利用人造衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律分析、計(jì)算有關(guān)問(wèn)題并能區(qū)分人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和環(huán)繞速度問(wèn)題并能區(qū)分人造衛(wèi)星的發(fā)射速度和環(huán)繞速度4知道三個(gè)宇宙速度的

2、含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度速度重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：利用萬(wàn)有引力定律，求天體的質(zhì)量、利用萬(wàn)有引力定律，求天體的質(zhì)量、密度、運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)速度密度、運(yùn)動(dòng)周期和運(yùn)動(dòng)速度課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、計(jì)算天體的質(zhì)量一、計(jì)算天體的質(zhì)量(以地球?yàn)槔懻撘缘厍驗(yàn)槔懻?1基本思路基本思路月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由它月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由它們之間的們之間的_提供的，由此可列方提供的，由此可列方程，從中求得地球的質(zhì)量程，從中求得地球的質(zhì)量萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力3如果已知衛(wèi)星繞行星如果已知衛(wèi)星繞行星(或行星繞中心天體或行星繞中心天體)運(yùn)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)的_和衛(wèi)星與行星和

3、衛(wèi)星與行星(或行星與中心天體或行星與中心天體)之間的之間的_，也可以算出行星，也可以算出行星(或中心天體或中心天體)的質(zhì)量的質(zhì)量周期周期距離距離思考感悟：思考感悟：1根據(jù)月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的觀根據(jù)月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求出的天體質(zhì)量是地測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求出的天體質(zhì)量是地球的還是月球的？球的還是月球的？提示：提示：求出的是地球的質(zhì)量，因?yàn)槔们蟪龅氖堑厍虻馁|(zhì)量，因?yàn)槔肍萬(wàn)萬(wàn)F引引只能求出中心天體的質(zhì)量只能求出中心天體的質(zhì)量二、理論的威力：預(yù)測(cè)未知天體二、理論的威力：預(yù)測(cè)未知天體歷史上天文學(xué)家曾經(jīng)根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算太陽(yáng)歷史上天文學(xué)家曾經(jīng)根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算太

4、陽(yáng)系中天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，由于計(jì)算值與實(shí)際情況系中天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，由于計(jì)算值與實(shí)際情況有較大偏差，促使天文學(xué)家經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的研究先有較大偏差，促使天文學(xué)家經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的研究先后發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星這兩顆星的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一后發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星這兩顆星的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證明了萬(wàn)有引力定律的正確性，而且也顯示了步證明了萬(wàn)有引力定律的正確性，而且也顯示了萬(wàn)有引力定律對(duì)天文學(xué)研究的重大意義萬(wàn)有引力定律對(duì)天文學(xué)研究的重大意義2宇宙速度宇宙速度(1)第一宇宙速度：第一宇宙速度：v1_，這是人，這是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，也叫須具有的速度，也叫_速度速

5、度7.9km/s環(huán)繞環(huán)繞(2)第二宇宙速度：第二宇宙速度：v2_，當(dāng)人造衛(wèi)星，當(dāng)人造衛(wèi)星的發(fā)射速度大于或等于這一速度時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)掙的發(fā)射速度大于或等于這一速度時(shí)，衛(wèi)星就會(huì)掙脫脫_的束縛，不再繞地球運(yùn)動(dòng)，所以的束縛，不再繞地球運(yùn)動(dòng)，所以第二宇宙速度也叫第二宇宙速度也叫_速度速度(3)第三宇宙速度：第三宇宙速度：v3_，人造衛(wèi)星要，人造衛(wèi)星要想擺脫太陽(yáng)引力的束縛，飛出太陽(yáng)系，其發(fā)射速想擺脫太陽(yáng)引力的束縛，飛出太陽(yáng)系，其發(fā)射速度至少要達(dá)到這一速度，所以第三宇宙速度又叫度至少要達(dá)到這一速度，所以第三宇宙速度又叫_速度速度11.2km/s地球引力地球引力脫離脫離16.7km/s逃逸逃逸思考感悟：思考感悟

6、：2發(fā)射一個(gè)火星探測(cè)器，那么這個(gè)發(fā)射一個(gè)火星探測(cè)器，那么這個(gè)探測(cè)器大體以多大的速度從地面上發(fā)射？探測(cè)器大體以多大的速度從地面上發(fā)射？提示：提示：發(fā)射速度應(yīng)介于第二宇宙速度和第三宇宙發(fā)射速度應(yīng)介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，即速度之間，即11.2km/sv16.7km/s.四、飛向太空四、飛向太空1火箭的發(fā)明火箭的發(fā)明火箭最早是由我國(guó)發(fā)明的，早在火箭最早是由我國(guó)發(fā)明的，早在12世紀(jì)的南宋時(shí)期世紀(jì)的南宋時(shí)期，火箭已被用于戰(zhàn)爭(zhēng)它是利用火藥燃燒向后急速，火箭已被用于戰(zhàn)爭(zhēng)它是利用火藥燃燒向后急速?lài)姵龅臍怏w產(chǎn)生反作用力，使火箭向前射出噴出的氣體產(chǎn)生反作用力，使火箭向前射出2近代火箭的研究近代火箭的研究

7、(1)近代火箭的研究從近代火箭的研究從19世紀(jì)開(kāi)始世紀(jì)開(kāi)始(2)俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾斯基作出了重要貢獻(xiàn)：研究俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾斯基作出了重要貢獻(xiàn)：研究了火箭運(yùn)動(dòng)的原理和液體火箭推進(jìn)及噴射的理論，了火箭運(yùn)動(dòng)的原理和液體火箭推進(jìn)及噴射的理論，提出了用液體火箭對(duì)未來(lái)太空飛行的設(shè)想及多級(jí)火提出了用液體火箭對(duì)未來(lái)太空飛行的設(shè)想及多級(jí)火箭和慣性導(dǎo)航的概念箭和慣性導(dǎo)航的概念3多級(jí)火箭多級(jí)火箭多級(jí)火箭是用幾個(gè)火箭連接而成多級(jí)火箭是用幾個(gè)火箭連接而成的火箭組合，一般用三級(jí)，如圖的火箭組合，一般用三級(jí)，如圖321所示火箭起飛時(shí)，第所示火箭起飛時(shí)，第一級(jí)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)一級(jí)火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)“點(diǎn)火點(diǎn)火”，推，推動(dòng)各級(jí)火箭一起前進(jìn)，

8、當(dāng)這一級(jí)動(dòng)各級(jí)火箭一起前進(jìn)，當(dāng)這一級(jí)的燃料燃盡后，第二級(jí)火箭開(kāi)始的燃料燃盡后，第二級(jí)火箭開(kāi)始工作，自動(dòng)脫掉第一級(jí)火箭的外工作，自動(dòng)脫掉第一級(jí)火箭的外殼；第二級(jí)火箭在第一級(jí)火箭基殼；第二級(jí)火箭在第一級(jí)火箭基礎(chǔ)上進(jìn)一步加速，以此類(lèi)推，最礎(chǔ)上進(jìn)一步加速，以此類(lèi)推，最終達(dá)到所需要的速度終達(dá)到所需要的速度圖圖3214探索宇宙奧秘的先鋒探索宇宙奧秘的先鋒空間探測(cè)器空間探測(cè)器深空探測(cè)既是人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的需要，又是人類(lèi)深空探測(cè)既是人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的需要，又是人類(lèi)為了開(kāi)發(fā)宇宙資源，擴(kuò)大自身生存環(huán)境的需要為了開(kāi)發(fā)宇宙資源，擴(kuò)大自身生存環(huán)境的需要因此，世界上的科技大國(guó)都投入巨資進(jìn)行研因此，世界上的科技大國(guó)都投入巨資進(jìn)行研

9、究，使得深空探測(cè)水平和載人航天技術(shù)成為衡究，使得深空探測(cè)水平和載人航天技術(shù)成為衡量一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的標(biāo)志量一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的標(biāo)志核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破特別提醒：特別提醒：(1)在用萬(wàn)有引力等于向心力列式求天在用萬(wàn)有引力等于向心力列式求天體的質(zhì)量時(shí)，只能求出中心天體的質(zhì)量，這種方體的質(zhì)量時(shí)，只能求出中心天體的質(zhì)量，這種方法不僅適用于地球，也適用于其他天體質(zhì)量的計(jì)法不僅適用于地球，也適用于其他天體質(zhì)量的計(jì)算算即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1(雙選雙選)(2011年天津高一檢測(cè)年天津高一檢測(cè))已知下面的哪組已知下面的哪組數(shù)據(jù)，可以算出地球的質(zhì)量數(shù)據(jù)，可以算出地球的質(zhì)量M(

10、引力常數(shù)引力常數(shù)G為已知為已知)()A月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T1及月球到地球中心及月球到地球中心的距離的距離R1B地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期T2及地球到太陽(yáng)中心及地球到太陽(yáng)中心的距離的距離R2C人造衛(wèi)星在地面附近的運(yùn)行速度人造衛(wèi)星在地面附近的運(yùn)行速度v3和運(yùn)行周和運(yùn)行周期期T3D地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的速度v4及地球到太陽(yáng)中心及地球到太陽(yáng)中心的距離的距離R4二、對(duì)人造衛(wèi)星的理解二、對(duì)人造衛(wèi)星的理解1人造衛(wèi)星的軌道人造衛(wèi)星的軌道在地球上空繞地球運(yùn)行的在地球上空繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星所受的力是人造地球衛(wèi)星所受的力是地球?qū)λ娜f(wàn)有引力在地球?qū)λ娜f(wàn)有引力

11、在中學(xué)階段，我們主要研究中學(xué)階段，我們主要研究繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星衛(wèi)星圖圖322衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由地球?qū)λ娜f(wàn)有衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由地球?qū)λ娜f(wàn)有引力提供向心力，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力指向地引力提供向心力，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力指向地心，而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力時(shí)刻指向心，而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力時(shí)刻指向它做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓它做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心必與地心重合，而這樣的軌道有多周運(yùn)動(dòng)的圓心必與地心重合，而這樣的軌道有多種，其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和種，其中比較特殊的有與赤道共面的赤

12、道軌道和通過(guò)兩極點(diǎn)上空的極地軌道當(dāng)然也應(yīng)存在著與通過(guò)兩極點(diǎn)上空的極地軌道當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一角度的圓軌道，只要圓心在地心赤道平面成某一角度的圓軌道，只要圓心在地心，就可能是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圓軌道如圖，就可能是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圓軌道如圖322所示所示但由于人造地球衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中要克服地球引力但由于人造地球衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程中要克服地球引力做功，增大勢(shì)能，所以將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠(yuǎn)做功，增大勢(shì)能，所以將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠(yuǎn)的軌道上，在地面所需要的發(fā)射速度越大，衛(wèi)星的軌道上，在地面所需要的發(fā)射速度越大，衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為的最小發(fā)射速度為7.9km/s.3人造衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律人造衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律在中

13、學(xué)階段，若無(wú)特別說(shuō)明，我們一般將衛(wèi)星的在中學(xué)階段，若無(wú)特別說(shuō)明，我們一般將衛(wèi)星的運(yùn)行軌道視為圓軌道，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)運(yùn)行軌道視為圓軌道，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力即：動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力即：F萬(wàn)萬(wàn)F向向由此由此可知可知特別提醒：特別提醒：在同一中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的在同一中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的所有衛(wèi)星的所有衛(wèi)星的v、T、a各量都只與軌道半徑各量都只與軌道半徑r有關(guān)有關(guān)4人造衛(wèi)星的超重與失重人造衛(wèi)星的超重與失重人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時(shí)，有一段加速運(yùn)動(dòng)；在返人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時(shí)，有一段加速運(yùn)動(dòng)；在返回地面時(shí)，有一段減速運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)過(guò)程加速度回地面時(shí)，有一段減速運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)

14、過(guò)程加速度方向均向上，因而都是超重狀態(tài)方向均向上，因而都是超重狀態(tài)人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)行時(shí)，由于萬(wàn)有引力提供人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)行時(shí)，由于萬(wàn)有引力提供向心力，所以處于完全失重狀態(tài)在這種情況下向心力，所以處于完全失重狀態(tài)在這種情況下，凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都會(huì)停止發(fā)生因，凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都會(huì)停止發(fā)生因此，在衛(wèi)星上的儀器，凡是制造原理與重力有關(guān)此，在衛(wèi)星上的儀器，凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能使用同理，與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)也將無(wú)的均不能使用同理，與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)也將無(wú)法進(jìn)行法進(jìn)行即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2.(單選單選)如圖如圖323所示，所示，a、b、c是環(huán)繞

15、地球是環(huán)繞地球圓形軌道上運(yùn)行的圓形軌道上運(yùn)行的3顆人造衛(wèi)星，它們的質(zhì)量關(guān)顆人造衛(wèi)星，它們的質(zhì)量關(guān)系是系是mambmc，則，則()Ab、c的線速度大小相等，且大于的線速度大小相等，且大于a的線速度的線速度B.b、c的周期相等，且小于的周期相等，且小于a的周期的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度大小相等，且大于a的向的向心加速度心加速度Db所需向心力最小所需向心力最小圖圖323三、對(duì)宇宙速度的理解三、對(duì)宇宙速度的理解1第一宇宙速度第一宇宙速度(環(huán)繞速度環(huán)繞速度)指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，它是人造衛(wèi)星在地面指人造衛(wèi)星近地環(huán)繞速度，它是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有

16、的速度附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，v17.9km/s.發(fā)射速度小于發(fā)射速度小于7.9km/s，衛(wèi)星將不能?chē)@地，衛(wèi)星將不能?chē)@地球做圓周運(yùn)動(dòng)而落回地面球做圓周運(yùn)動(dòng)而落回地面2第二宇宙速度第二宇宙速度(脫離速度脫離速度)：在地面上：在地面上(rR)發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成發(fā)射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星或飛到其他行星上去為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星或飛到其他行星上去所必須達(dá)到的最小發(fā)射速度，稱(chēng)為第二宇宙速所必須達(dá)到的最小發(fā)射速度，稱(chēng)為第二宇宙速度，其大小為度，其大小為v11.2km

17、/s.當(dāng)衛(wèi)星的發(fā)射速度當(dāng)衛(wèi)星的發(fā)射速度7.9km/sv11.2km/s時(shí)，衛(wèi)時(shí)，衛(wèi)星的軌道是橢圓形的，地球處在橢圓的一個(gè)焦星的軌道是橢圓形的，地球處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上點(diǎn)上3第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)：在地面上發(fā)射物體：在地面上發(fā)射物體，使之最后能脫離太陽(yáng)的引力范圍，飛到太陽(yáng)系，使之最后能脫離太陽(yáng)的引力范圍，飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間所需的最小速度，稱(chēng)為第三宇宙以外的宇宙空間所需的最小速度，稱(chēng)為第三宇宙速度，其大小為速度，其大小為v16.7km/s.特別提醒：特別提醒：(1)第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度，也是最小發(fā)射速度大運(yùn)行速度，也是最

18、小發(fā)射速度(2)三個(gè)宇宙速度分別為在三種不同情況下在地面三個(gè)宇宙速度分別為在三種不同情況下在地面附近的最小發(fā)射速度附近的最小發(fā)射速度即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)3(雙選雙選)(2011年成都高一檢測(cè)年成都高一檢測(cè))關(guān)于地球的第一關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說(shuō)法中正確的是宇宙速度，下列說(shuō)法中正確的是()A它是人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度它是人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度B它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度度C它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地軌道的最小速度它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地軌道的最小速度D它是能使衛(wèi)星進(jìn)入軌道的最大發(fā)射速度它是能使

19、衛(wèi)星進(jìn)入軌道的最大發(fā)射速度四、近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的比較四、近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的比較1近地衛(wèi)星近地衛(wèi)星所謂近地衛(wèi)星指的是衛(wèi)星的半徑等于地球的半徑，所謂近地衛(wèi)星指的是衛(wèi)星的半徑等于地球的半徑，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬(wàn)有引力衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬(wàn)有引力它的運(yùn)動(dòng)速度為第一宇宙速度，它是衛(wèi)星的最大繞它的運(yùn)動(dòng)速度為第一宇宙速度，它是衛(wèi)星的最大繞行速度行速度2同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星指在赤道平面內(nèi)，以和地球自轉(zhuǎn)角速度相同步衛(wèi)星指在赤道平面內(nèi)，以和地球自轉(zhuǎn)角速度相同的角速度繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星同步衛(wèi)星又叫通訊同的角速度繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星同步衛(wèi)星又叫通訊衛(wèi)星，同步衛(wèi)星有以下幾個(gè)特點(diǎn)：衛(wèi)星，同步衛(wèi)星有以下

20、幾個(gè)特點(diǎn)：(1)同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致同步衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致(2)同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，T24h.(3)同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度等于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度自轉(zhuǎn)的角速度(4)同步衛(wèi)星的軌道一定與赤道平面同步衛(wèi)星的軌道一定與赤道平面共面共面如圖如圖324所示，假設(shè)衛(wèi)星在軌道所示，假設(shè)衛(wèi)星在軌道B跟著地球的自轉(zhuǎn)同步做勻速圓周運(yùn)跟著地球的自轉(zhuǎn)同步做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ膭?dòng)，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ囊σ引引的一個(gè)分力的一個(gè)分力F1提供，由于另提供，由于另一個(gè)分力一個(gè)分力F2的

21、作用將使衛(wèi)星軌道靠向的作用將使衛(wèi)星軌道靠向赤道，故只有在赤道上空，同步衛(wèi)星赤道，故只有在赤道上空，同步衛(wèi)星才可能在穩(wěn)定的軌道上運(yùn)行，所以所才可能在穩(wěn)定的軌道上運(yùn)行，所以所有同步衛(wèi)星只能在赤道正上方，且在有同步衛(wèi)星只能在赤道正上方，且在一定高度處一定高度處圖圖324特別提醒：特別提醒：(1)所有同步衛(wèi)星的周期所有同步衛(wèi)星的周期T、軌道半徑、軌道半徑r、環(huán)繞速度、環(huán)繞速度v、角速度、角速度及向心加速度及向心加速度a的大小均的大小均相同相同(2)所有國(guó)家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同所有國(guó)家發(fā)射的同步衛(wèi)星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運(yùn)動(dòng)且都相對(duì)靜止心圓，它們都在同一軌道上運(yùn)動(dòng)且都相對(duì)

22、靜止即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)4(單選單選)(2011年高考北京理綜卷年高考北京理綜卷)由于通信和廣由于通信和廣播等方面的需要，許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道播等方面的需要，許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()A質(zhì)量可以不同質(zhì)量可以不同B軌道半徑可以不同軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同軌道平面可以不同D速率可以不同速率可以不同課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練天體質(zhì)量和密度的計(jì)算天體質(zhì)量和密度的計(jì)算類(lèi)型一類(lèi)型一1969年年7月月21日，美國(guó)宇航員阿姆斯特日，美國(guó)宇航員阿姆斯特朗在月球上留下了人類(lèi)第一只腳印，邁出了人朗在月球上留下了人類(lèi)第一只腳印，邁出

23、了人類(lèi)征服宇宙的一大步在月球上，如果阿姆斯類(lèi)征服宇宙的一大步在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奧爾德林用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出質(zhì)量為特朗和同伴奧爾德林用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出質(zhì)量為m的儀器的重力為的儀器的重力為F；而另一位宇航員科林斯駕；而另一位宇航員科林斯駕駛指令艙，在月球表面附近飛行一周，記下時(shí)駛指令艙，在月球表面附近飛行一周，記下時(shí)間為間為T(mén).引力常數(shù)引力常數(shù)G已知，試根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出月已知，試根據(jù)以上數(shù)據(jù)求出月球的質(zhì)量球的質(zhì)量第一宇宙速度的計(jì)算第一宇宙速度的計(jì)算類(lèi)型二類(lèi)型二【答案答案】B變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練(2011年煙臺(tái)質(zhì)檢年煙臺(tái)質(zhì)檢)1990年年5月，中月，中國(guó)紫金山天文臺(tái)將國(guó)紫金山天文臺(tái)將1965年年9

24、月月20日發(fā)現(xiàn)的第日發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)小行星命名為吳健雄星，其直徑為號(hào)小行星命名為吳健雄星，其直徑為32km.若該若該行星的密度和地球的密度相同，則對(duì)該小行星而行星的密度和地球的密度相同，則對(duì)該小行星而言，第一宇宙速度為多少？言，第一宇宙速度為多少？(已知地球半徑已知地球半徑R16400km，地球的第一宇宙速度，地球的第一宇宙速度v18km/s)答案：答案：20m/s人造衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行和變軌運(yùn)行人造衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行和變軌運(yùn)行類(lèi)型三類(lèi)型三(雙選雙選)發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道射到近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道軌道3.軌道軌道1、2