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高一物理课件 人造卫星 宇宙速度


人造卫星 宇宙速度

主讲:刘新发

一.人造卫星
1.定义:在万有引力作用下,绕地球做匀 速圆周运动的物体,称为人造卫星. 2.发射原理

3.人造卫星运行的线速度,角速度,

周期与轨道半径的关系
Mm V2 ⑴.根据 G 2 ? m r r

,可得卫星运行的 ;

GM 线速度为 V ? r



r

V 越大, 越小。

Mm G 2 = mw2 r ⑵.根据 r

,可得卫星运行 ;

的角速度为


GM ?? r3

r 越大, 越小 ?

⑶.根据

Mm ? 2? ? G 2 ? m? ? r,可得卫星运行 r ?T ?
2

的周期为T = 即

4p 2 r 3 GM



r 越大,T

越大

由⑴、⑵、⑶式可以看出卫星 的线速度随高度增大而减小,角速 度随高度增大而减小,周期随高度 增大而增大。在周期、角速度、线 速度和轨道半径四个物理量中,一 个量发生变化时,另外三个量一定 同时变化。

4.同步卫星(通信卫星)
定义:相对地球静止的 人造卫星----同步卫星

特点:(1)角速度 ,周期与地球相同,是一个恒量. (2)轨道一定,在赤道平面上. (3)与地面高度一定

二. 宇宙速度
1.第一宇宙速度(环绕速度) 在地面附近运转的卫星:地球对 卫星的引力近似等于卫星在地面附近 所受的重力。 2 V 即 mg = m
r

?V ?

gr地 ? 9.8?10?3 ? 6.4 ?103 ? 7.9km / s

第一宇宙速度是地球卫星的最小发 射速度。

2.第二宇宙速度(脱离速度)

(卫星挣脱地球束缚的最小发射速度)。

V ? 11 .2km / s

3.第三宇宙速度(逃逸速度)

V ? 16 .7 km / s

(卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度)。

例1:同步卫星是指相对于地面 不动的人造卫星( D ) A.它可以在地面上任一点的正上方,且 离地心的距离可按需要选择不同的值 B.它可以在地面上任一点的正下方, 但离地心的距离是一定的 C.它只能在赤道的正上方,但离地心 的距离可按需要选择不同的值 D.它只能在赤道的正上方, 切离地心的距离是一定的

例2.人造地球卫星的轨道半径 越大,则( B ) A.速度越小,周期越小 B.速度越小,周期越大 C.速度越大,周期越小 D.速度越大,周期越大

3.关于人造地球卫星及其中物体的超重、 失重问题,下列说法正确的是( A C ) A.在发射过程中向上加速时 产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产 生失重现象 C.进入轨道时作匀速圆周运动, 产生失重现象 D.失重是由于地球对卫星内物 体的作用力减小而引起的

4.如图6-5-1所示,有 A、B、C 三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星 地球ABC图6-5-1A和B质量相同,C 的质量比A和B要大,根据万有引力定 A 律可以判定它的线速度大小关系是: v A > v_______; B > vC ______ B 运动周期大小关系是: A TA < T________ TC _______ B <
B A 地球 C

图6-5-1

C

5.1990年3月,紫金山天文台将该 台发现的2752号小行星命名为“吴 健雄星”。将其看作球形,直径为 32km,它的密度和地球密度相近。 若在此小行星上发射一颗卫星环绕 其表面附近运转。求此卫星的环绕 速度。(地球半径取6400km)

6.已知地球的质量约为月球质量的 81倍,地球半径于约为月球半径的 4倍,在地球上发射近地卫星的环绕 速度为7.9km/s,周期为84min,那么 在月球上发射一颗近地 卫星的环绕 速度多大?它的周期多大?


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