1、第第六六章章新知預習新知預習巧設計巧設計名師課堂名師課堂一點通一點通要點一要點一要點二要點二第第5 5節節創新演練創新演練大沖關大沖關隨堂檢測歸納小結隨堂檢測歸納小結課下作業綜合提升課下作業綜合提升要點三要點三1了解人造衛星的有關知識。了解人造衛星的有關知識。2知道三個宇宙速度的涵義，會推導第知道三個宇宙速度的涵義，會推導第 一宇宙速度。一宇宙速度。3能運用萬有引力定律及勻速圓周運動能運用萬有引力定律及勻速圓周運動 的規律處理衛星運動的有關問題。的規律處理衛星運動的有關問題。讀教材讀教材填要點填要點 1宇宙速度宇宙速度 (1)牛頓的想象：牛頓的想象： 把物體從高山上程度拋出，假設把物體從高山上

2、程度拋出，假設 足夠大，物體就足夠大，物體就不再落回地面，它將繞不再落回地面，它將繞 運動，成為運動，成為 。速度速度地球地球人造地球衛星人造地球衛星宇宙速度宇宙速度大小大小物理意義物理意義第一宇宙第一宇宙速度速度v km/s 物體在物體在 繞地球做勻速圓周運動繞地球做勻速圓周運動的速度的速度第二宇宙第二宇宙速度速度v km/s 當物體的速度等于或大于當物體的速度等于或大于 /s時，它時，它會克服地球的引力，永遠離開地球會克服地球的引力，永遠離開地球第三宇宙第三宇宙速度速度v km/s 在地面附近發射物體的速度等于或大于在地面附近發射物體的速度等于或大于 /s時，物體會掙脫時，物體會掙脫 引力

3、的束縛而飛到引力的束縛而飛到 外外(2)三種宇宙速度：三種宇宙速度：地面附近地面附近太陽太陽太陽系太陽系7.97.911.211.216.716.711.211.2 2夢想成真夢想成真 1957年年10月，月， 勝利發射了第一顆人造衛星；勝利發射了第一顆人造衛星； 1969年年7月，美國月，美國“阿波羅阿波羅11號登上號登上 ； 2003年年10月月15日，我國航天員日，我國航天員 踏入太空；踏入太空； 2021年年9月，我國勝利發射月，我國勝利發射“神舟七號載人飛船，神舟七號載人飛船，并初次實現太空行走。并初次實現太空行走。蘇聯蘇聯月球月球楊利偉楊利偉試身手試身手夯根底夯根底1關于第一宇宙速

4、度，下面說法正確的選項是關于第一宇宙速度，下面說法正確的選項是()A它是人造地球衛星繞地球飛行的最小速度它是人造地球衛星繞地球飛行的最小速度B它是人造地球衛星在近地圓形軌道上的運轉速度它是人造地球衛星在近地圓形軌道上的運轉速度C它是能使衛星進入近地圓形軌道的最小發射速度它是能使衛星進入近地圓形軌道的最小發射速度D它是衛星在橢圓軌道上運轉時近地點的速度它是衛星在橢圓軌道上運轉時近地點的速度解析：第一宇宙速度是發射衛星的最小速度，也是衛星環繞解析：第一宇宙速度是發射衛星的最小速度，也是衛星環繞地球做圓周運動的最大速度，離地越遠，速度越小。衛星沿地球做圓周運動的最大速度，離地越遠，速度越小。衛星沿橢

5、圓軌道運轉時，在近地點做離心運動，闡明近地點的速度橢圓軌道運轉時，在近地點做離心運動，闡明近地點的速度大于環繞速度，故大于環繞速度，故B、C正確，正確，A、D錯誤。錯誤。答案：答案：BC2關于繞地球運轉的人造衛星，以下說法正確的選項是關于繞地球運轉的人造衛星，以下說法正確的選項是 ()A質量越大，離地面越遠，速度越大質量越大，離地面越遠，速度越大B與質量無關，離地面越近，速度越大與質量無關，離地面越近，速度越大C人造衛星的運轉速度大于等于人造衛星的運轉速度大于等于7.9 km/sD人造衛星的發射速度等于人造衛星的發射速度等于7.9 km/s答案：答案：B B3探測器繞月球做勻速圓周運動，變軌后

6、在周期較小的軌探測器繞月球做勻速圓周運動，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運動，那么變軌后與變軌前相比道上仍做勻速圓周運動，那么變軌后與變軌前相比()A軌道半徑變小軌道半徑變小 B向心加速度變小向心加速度變小C線速度變小線速度變小 D角速度變小角速度變小答案：答案：A 1地球的第一宇宙速度及推導地球的第一宇宙速度及推導 第一宇宙速度又叫環繞速度，是人造衛星近地第一宇宙速度又叫環繞速度，是人造衛星近地環繞地球做勻速圓周運動必需具有的速度，也是人環繞地球做勻速圓周運動必需具有的速度，也是人造地球衛星的最小發射速度，其大小的推導有兩種造地球衛星的最小發射速度，其大小的推導有兩種方法：方法：方法方

7、法1：方法方法2： 2第二宇宙速度第二宇宙速度 在地面附近發射飛行器，使之可以脫離地球的引力作用在地面附近發射飛行器，使之可以脫離地球的引力作用永遠分開地球所必需的最小發射速度，也叫脫離速度，其大永遠分開地球所必需的最小發射速度，也叫脫離速度，其大小為小為v11.2 km/s。 3第三宇宙速度第三宇宙速度 在地面上發射物體，使之最后能脫離太陽的引力范圍，在地面上發射物體，使之最后能脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度，也叫逃逸速飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度，也叫逃逸速度，其大小為度，其大小為v16.7 km/s。 名師點睛名師點睛 (1)當當11.2 km/

8、sv7.9 km/s時，衛星繞地球旋轉的軌道是時，衛星繞地球旋轉的軌道是橢圓，地球位于一個焦點上。橢圓，地球位于一個焦點上。 (2)當當16.7 km/sv11.2 km/s時，衛星脫離地球的束縛，時，衛星脫離地球的束縛，成為太陽系的一顆成為太陽系的一顆“小行星或繞其他行星運動的衛星。小行星或繞其他行星運動的衛星。 (3)不同星體的宇宙速度是各不一樣的，大小由星體的質不同星體的宇宙速度是各不一樣的，大小由星體的質量及其半徑，星體外表的重力加速度決議。量及其半徑，星體外表的重力加速度決議。 思緒點撥思緒點撥先推導行星上的第一宇宙速度與地球上的先推導行星上的第一宇宙速度與地球上的第一宇宙速度的關系

9、，再利用地球上的第一宇宙速度求解此第一宇宙速度的關系，再利用地球上的第一宇宙速度求解此行星上的第一宇宙速度。行星上的第一宇宙速度。答案答案A 對于任何天體，計算其近地衛星環繞速度時，都對于任何天體，計算其近地衛星環繞速度時，都是根據萬有引力提供向心力，近地衛星的軌道半徑等是根據萬有引力提供向心力，近地衛星的軌道半徑等于天體的半徑，然后利用牛頓第二定律列式計算。于天體的半徑，然后利用牛頓第二定律列式計算。 1人造衛星繞地球運轉的動力學原理人造衛星繞地球運轉的動力學原理 人造衛星在繞地球運轉時，只遭到地球對它的萬有引力人造衛星在繞地球運轉時，只遭到地球對它的萬有引力作用，人造衛星做圓周運動的向心力

10、由萬有引力提供。作用，人造衛星做圓周運動的向心力由萬有引力提供。 2衛星的軌道衛星的軌道 (1)衛星繞地球運動的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓衛星繞地球運動的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓軌道。軌道。 (2)衛星繞地球沿橢圓軌道運轉時，地心是橢圓的一個焦衛星繞地球沿橢圓軌道運轉時，地心是橢圓的一個焦點，其周期和半長軸的關系遵照開普勒第三定律。點，其周期和半長軸的關系遵照開普勒第三定律。 (3)衛星繞地球沿圓軌道運轉時，由于地球對衛星的萬有衛星繞地球沿圓軌道運轉時，由于地球對衛星的萬有引力提供了衛星繞地球運動的向心力，而萬有引力指向地心，引力提供了衛星繞地球運動的向心力，而萬有引力指向地心，所以

11、，地心一定是衛星圓軌道的圓心。所以，地心一定是衛星圓軌道的圓心。 (4)三類人造地球衛星軌道：三類人造地球衛星軌道： 赤道軌道，衛星軌道在赤道所在平面上，衛星一直處赤道軌道，衛星軌道在赤道所在平面上，衛星一直處于赤道上方；于赤道上方； 極地軌道，衛星軌道平面與赤道平面垂直，衛星經過極地軌道，衛星軌道平面與赤道平面垂直，衛星經過兩極上空；兩極上空； 普通軌道，衛星軌道和赤道成普通軌道，衛星軌道和赤道成一定角度。如圖一定角度。如圖651所示。所示。 (3)衛星的種類：衛星的種類： 衛星的種類主要是按衛星有什么樣的功能來進展命名的。衛星的種類主要是按衛星有什么樣的功能來進展命名的。主要有偵查衛星、通

12、訊衛星、導航衛星、氣候衛星、地球資主要有偵查衛星、通訊衛星、導航衛星、氣候衛星、地球資源勘測衛星、科學研討衛星、預警衛星和測地衛星等。源勘測衛星、科學研討衛星、預警衛星和測地衛星等。 4同步衛星同步衛星 地球同步衛星與其他地球衛星的運轉原理一樣，都是靠地地球同步衛星與其他地球衛星的運轉原理一樣，都是靠地球的萬有引力充任向心力，但地球同步衛星與其他衛星相比，球的萬有引力充任向心力，但地球同步衛星與其他衛星相比，具有以下幾個特點：具有以下幾個特點：圖圖6 65 51 1 名師點睛名師點睛 (1)無論衛星沿什么軌道運動，地心一定處于衛星軌無論衛星沿什么軌道運動，地心一定處于衛星軌道所在的平面上。道所

13、在的平面上。 (2)一切國家發射的同步衛星均在同一圓軌道上的不一切國家發射的同步衛星均在同一圓軌道上的不同位置繞地球做勻速圓周運動，且一直相對地面靜止，好同位置繞地球做勻速圓周運動，且一直相對地面靜止，好似懸掛在天上普通。似懸掛在天上普通。 思緒點撥思緒點撥同步衛星與普通的衛星遵照同樣的規律，同步衛星與普通的衛星遵照同樣的規律，所以處理普通衛星問題的思緒、公式均可運用在同步衛星所以處理普通衛星問題的思緒、公式均可運用在同步衛星問題的解答中。同步衛星同時又具備本身的特殊性，即有問題的解答中。同步衛星同時又具備本身的特殊性，即有確定的周期、角速度、加速度、線速度、高度、軌道半徑、確定的周期、角速度

14、、加速度、線速度、高度、軌道半徑、軌道平面。軌道平面。答案答案BD 一切的地球同步衛星的軌道都與赤道為同心圓，一切的地球同步衛星的軌道都與赤道為同心圓，且都在同一軌道上，衛星的運動周期、角速度與地且都在同一軌道上，衛星的運動周期、角速度與地球自轉的周期、角速度一樣。球自轉的周期、角速度一樣。 3.發射地球同步衛星時，先將衛星發射至發射地球同步衛星時，先將衛星發射至近地圓軌道近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道，然后點火，使其沿橢圓軌道2運運行，最后再次點火，將衛星送入同步圓軌道行，最后再次點火，將衛星送入同步圓軌道3。軌道軌道1、2相切于相切于Q點，軌道點，軌道2、3相切于相切于P點，如點，

15、如圖圖652所示。當衛星分別在所示。當衛星分別在1、2、3軌道上正常運轉時，軌道上正常運轉時，以下說法正確的選項是以下說法正確的選項是 ()圖圖652 A衛星在軌道衛星在軌道3上的速率大于在軌道上的速率大于在軌道1上的速率上的速率 B衛星在軌道衛星在軌道3上的角速度小于在軌道上的角速度小于在軌道1上的角速度上的角速度 C衛星在軌道衛星在軌道1上經過上經過Q點時的加速度大小大于它在軌道點時的加速度大小大于它在軌道2上經過上經過Q點時的加速度大小點時的加速度大小 D衛星在軌道衛星在軌道2上經過上經過P點時的加速度大小等于它在軌道點時的加速度大小等于它在軌道3上經過上經過P點時的加速度大小點時的加速

16、度大小 思緒點撥思緒點撥解答此題時應留意以下兩點：解答此題時應留意以下兩點： (1)衛星在不同圓形軌道上做勻速圓周運動的速率、角速度衛星在不同圓形軌道上做勻速圓周運動的速率、角速度與軌道半徑的關系。與軌道半徑的關系。 (2)衛星遭到的萬有引力為衛星的合外力，產生衛星的加速衛星遭到的萬有引力為衛星的合外力，產生衛星的加速度。度。答案答案BD解析：第一宇宙速度是近地衛星繞地球做勻速圓周運解析：第一宇宙速度是近地衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度，其運轉周期約動的線速度，其運轉周期約85分鐘，該同窗以為衛星分鐘，該同窗以為衛星的周期為的周期為24 h，因此得出錯誤的結果，故，因此得出錯誤的結果，故D正

17、確。正確。答案：答案：D2(對應要點二對應要點二)如圖如圖653所示的所示的三顆人造地球衛星，那么以下說法三顆人造地球衛星，那么以下說法正確的選項是正確的選項是()A衛星能夠的軌道為衛星能夠的軌道為a、b、cB衛星能夠的軌道為衛星能夠的軌道為a、cC同步衛星能夠的軌道為同步衛星能夠的軌道為a、cD同步衛星能夠的軌道為同步衛星能夠的軌道為a圖圖6 65 53 3解析：衛星的軌道平面可以在赤道平面內，也可以和赤道解析：衛星的軌道平面可以在赤道平面內，也可以和赤道平面垂直，還可以和赤道平面成任一角度。但是由于地球平面垂直，還可以和赤道平面成任一角度。但是由于地球對衛星的萬有引力提供了衛星繞地球運動的

18、向心力，所以，對衛星的萬有引力提供了衛星繞地球運動的向心力，所以，地心必需是衛星圓軌道的圓心，因此衛星能夠的軌道一定地心必需是衛星圓軌道的圓心，因此衛星能夠的軌道一定不會是不會是b。同步衛星只能位于赤道的正上方，所以同步衛。同步衛星只能位于赤道的正上方，所以同步衛星能夠的軌道為星能夠的軌道為a。綜上所述，正確選項為。綜上所述，正確選項為BD。答案：答案：BD3(對應要點二對應要點二)(2021北京高考北京高考)關于環繞地球運動的衛星，關于環繞地球運動的衛星，以下說法正確的選項是以下說法正確的選項是 ()A分別沿圓軌道和橢圓軌道運轉的兩顆衛星，不能夠具分別沿圓軌道和橢圓軌道運轉的兩顆衛星，不能夠

19、具 有一樣的周期有一樣的周期B沿橢圓軌道運轉的一顆衛星，在軌道不同位置能夠具沿橢圓軌道運轉的一顆衛星，在軌道不同位置能夠具 有一樣的速率有一樣的速率C在赤道上空運轉的兩顆地球同步衛星，它們的軌道半在赤道上空運轉的兩顆地球同步衛星，它們的軌道半 徑有能夠不同徑有能夠不同D沿不同軌道經過北京上空的兩顆衛星，它們的軌道平沿不同軌道經過北京上空的兩顆衛星，它們的軌道平 面一定會重合面一定會重合答案：答案：B B4(對應要點三對應要點三)同步衛星在赤道上空同步同步衛星在赤道上空同步軌道上定位以后，由于遭到太陽、月球及軌道上定位以后，由于遭到太陽、月球及其他天體的引力作用影響，會產生漂移運其他天體的引力作

20、用影響，會產生漂移運動而偏離原來的位置，假設偏離到達一定動而偏離原來的位置，假設偏離到達一定程度，就要發動衛星上的小發動機進展修程度，就要發動衛星上的小發動機進展修正。如圖正。如圖654所示中所示中A為離地面為離地面36 000 km的同步軌道，的同步軌道，B和和C為兩個曾經偏離軌為兩個曾經偏離軌道但仍在赤道平面內運轉的同步衛星，要道但仍在赤道平面內運轉的同步衛星，要使它們回到同步軌道上應使它們回到同步軌道上應()圖圖6 65 54 4A開動開動B的小發動機向前噴氣，使的小發動機向前噴氣，使B適當減速適當減速B開動開動B的小發動機向后噴氣，使的小發動機向后噴氣，使B適當加速適當加速C開動開動C的小發動機向前噴氣，使的小發動機向前噴氣，使C適當減速適當減速D開動開動C的小發動機向后噴氣，使的小發動機向后噴氣，使C適當加速適當加速解析：當衛星速度忽然變大時，由于萬有引力缺乏以提供向解析：當衛星速度忽然變大時，由于萬有引力缺乏以提供向心力