2019届二轮复习5-3人造卫星宇宙速度课件（17张）（全国通用） 17页

5.3 人造卫星 宇宙速度 本节任务： ①宇宙速度（区分发射速度和环绕速度） ②双星问题 宇宙速度 数值 (km/s) 意义 第一宇宙速度 7.9 是人造地球卫星的 最小发射速 度 ，也是人造地球卫星绕地球 做 圆周运动的最大速度 第二宇宙速度 11.2 使物体 挣脱地球引力束缚 的最 小发射速度 第三宇宙速度 16.7 使物体 挣脱太阳引力束缚 的最 小发射速度 三种宇宙速度 1 ．三种宇宙速度 （发射速度） 区别发射速度和环绕速度 （1）发射速度：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的高度，进入运动轨道． （2）环绕速度：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． 注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度． 1.组成星球的物质靠引力吸引在一起随星球自转。如果某质量分布均匀的星球自转周期为T，万有引力常量为G，为使该星球不至于瓦解，该星球的密度至少是? 2. 双星系统中： ①O点离质量较大的星体较远（ ） ②若在O点放一物体，则物体受两星体的万有引力合力为零（ ） ③双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大（ ） 3. 例：此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体的表面物质，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变。判断： ①它们做圆周运动的万有引力保持不变（ ） ②它们做圆周运动的角速度不断变小（ ） ③质量较大星体圆周运动轨迹的半径变大，线速度变大（ ） 议 × × √ × × √ 自由展示 展 1. 能否发射一颗周期为 80min 的人造地球卫星？ 2. 将卫星送入低轨道和送入高轨道哪一个更容易？为什么？ 所需要的发射速度，哪一个更大？为什么？ 3. 发射速度和卫星绕地旋转的速度是不是同一速度？ 发射速度大说明什么？卫星运行速度大又说明什么？ 4. 发射探月卫星和火星探测器，发射速度为多大？ 5. 关于第一宇宙速度，判断： ①它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 （ ） ②它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度（ ） ③它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度（ ） ④它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度（ ） × √ √ × 1.组成星球的物质靠引力吸引在一起随星球自转。如果某质量分布均匀的星球自转周期为T，万有引力常量为G，为使该星球不至于瓦解，该星球的密度至少是? 2. 双星系统中： ①O点离质量较大的星体较远（ ） ②若在O点放一物体，则物体受两星体的万有引力合力为零（ ） ③双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大（ ） 3. 例：此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体的表面物质，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变。判断： ①它们做圆周运动的万有引力保持不变（ ） ②它们做圆周运动的角速度不断变小（ ） ③质量较大星体圆周运动轨迹的半径变大，线速度变大（ ） 评 × × √ × × √ 2. 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，同时绕它们连线上的O点做匀速圆周运动．O点到冥王星的距离为两者连线距离的八分之一，关于冥王星与卡戎的（ ） A．质量之比为8∶1 B．向心力大小之比为1∶7 C．角速度大小之比为 1∶7 D．线速度大小之比为1∶7 1. 某星球第一、二宇宙速度的关系 ，半径为R的星球，宇航员在该星球上以初速度v 0 竖直向上抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，经t秒后物体落回手中 ①在该星球表面上至少以多大的初速度 水平 抛出一个物体， 物体将不再落回星球表面？ ②在该星球表面上至少以多大的初速度 竖直 抛出一个物体， 物体将不再落回星球表面？ 展 D 区别发射速度和环绕速度 （1）发射速度：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的高度，进入运动轨道． （2）环绕速度：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． 评 注意：卫星的实际环绕速度一定小于发射速度． 一、宇宙速度 评 (8min): 1. 宇宙速度与运动轨迹的关系 (1) v 发 ＝ km/s 时，卫星绕地球做匀速圆周运动 . (2)7.9 km/s< v 发 < km/s ，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆 . (3)11.2 km/s ≤ v 发 < km/s ，卫星绕太阳做椭圆运动 . (4) v 发 ≥ 16.7 km/s ，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间 . 7.9 11.2 16.7 评 (8min): P 1 、 P 2 为两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星 s 1 、 s 2 做匀速圆周运动。图 2 中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度 a ，横坐标表示物体到行星中心的距离 r 的平方，两条曲线分别表示 P 1 、 P 2 周围的 a 与 r 2 的反比关系，它们左端点横坐标相同。则 ( 　　 ) A ． P 1 的平均密度比 P 2 的大 B ． P 1 的“第一宇宙速度”比 P 2 的小 C ． s 1 的向心加速度比 s 2 的大 D ． s 1 的公转周期比 s 2 的大 AC 评 展 ①③ 检 整理本节内容 练一练： 我国成功发射了“神舟九号”载人飞船，假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是 ( 　　 ) A ．飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度 B ．若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用引力常量，就可算出地球的质量 C ．若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率将减小 D ．若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接 AB 检