第5節(jié)宇宙航行 學(xué)考報告 基礎(chǔ)梳理 7 9km s 地球 11 2km s 太陽 16 7km s 宇宙空間 說明 1 關(guān)于第一宇宙速度有三種說法 第一宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星所必須達到的 速度 是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度 也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度 2 若人造行星的發(fā)射速度大于7 9km s而小于11 2km s 如圖1所示 則衛(wèi)星 的軌跡為橢圓 若發(fā)射速度等于或大于11 2km s時 衛(wèi)星就會脫離地球的引力 不再繞地球運行 若人造衛(wèi)星的發(fā)射速度大于11 2km s而小于16 7km s 衛(wèi)星繞 的軌跡為橢圓 成為一顆人造行星 如果發(fā)射速度大于或等于16 7km s 衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛 飛到 以外的空間 圖1 最小 繞地球運動 太陽運動 太陽系 典例精析 例1 以下關(guān)于宇宙速度的說法中正確的是 A 衛(wèi)星繞地球做圓軌道運行的速度都是第一宇宙速度B 衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度是第二宇宙速度C 第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星做圓軌道運動的最大運行速度D 地球上的物體無論以多大的速度發(fā)射都不可能脫離太陽的束縛 答案C 即學(xué)即練 A 0 4km sB 1 8km sC 11km sD 36km s 答案B 基礎(chǔ)梳理 1 人造地球衛(wèi)星 1 概念 如圖2所示 當物體的 足夠大時 它將會圍繞 旋轉(zhuǎn)而不再落回地面 成為一顆繞地球轉(zhuǎn)動的人造衛(wèi)星 2 運動規(guī)律 一般情況下可認為人造衛(wèi)星繞地球做 運動 3 向心力來源 人造地球衛(wèi)星的向心力由 提供 圖2 2 所有衛(wèi)星的軌道平面均過 初速度 地球 勻速圓周 地球?qū)λ娜f有引力 地心 3 衛(wèi)星的向心加速度 線速度 角速度 周期與軌道半徑的關(guān)系 根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星繞地球運動的向心力 即有 小 小 小 大 典例精析 例2 如圖3所示 在同一軌道平面上的幾顆人造地球衛(wèi)星A B C 下列說法正確的是 圖3 答案C 即學(xué)即練 2 2017 4月浙江學(xué)考 如圖4所示 設(shè)行星繞太陽的運動是勻速圓周運動 金星自身的半徑是火星的n倍 質(zhì)量為火星的k倍 不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響 則 圖4 答案B 歸納總結(jié) 解決這類問題的關(guān)鍵要熟記以下兩點 基礎(chǔ)梳理 1984年4月8日 我國成功地發(fā)射了一顆地球同步通訊衛(wèi)星 8天后定位于東經(jīng)125 的赤道上空 相對于地面靜止的 跟地球自轉(zhuǎn)同步的人造衛(wèi)星叫作地球同步衛(wèi)星 它的主要用途是通信 又稱為通信衛(wèi)星 同步衛(wèi)星有以下幾個特點 1 周期一定 它的運動周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期T 24h 2 角速度一定 同步衛(wèi)星繞地球運動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度 3 繞行方向一定 同步衛(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致 6 向心加速度大小一定 由于所有同步衛(wèi)星到地心的距離相等 所以 它們繞地球運動的向心加速度大小都相等 a 0 23m s2 7 軌道一定 1 因為同步衛(wèi)星相對于地球靜止 繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同 只能在赤道的正上方 2 由于同步衛(wèi)星的周期 角速度 線速度是確定的 故軌道半徑也是確定的 注意 1 所有同步衛(wèi)星的周期T 軌道半徑r 環(huán)繞速度v 角速度 及向心加速度a的大小均相同 2 所有國家發(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動且都相對靜止 典例精析 例3 我國 中星11號 商業(yè)通信衛(wèi)星是一顆同步衛(wèi)星 它定點于東經(jīng)98 2度的赤道上空 關(guān)于這顆衛(wèi)星的說法正確的是 A 運行速度大于7 9km sB 離地面高度一定 相對地面靜止C 繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度小D 向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等 答案B 即學(xué)即練 3 我國衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)首發(fā)星 被譽為中國版海事衛(wèi)星的天通一號01星 在2016年8月6日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空并進入距離地球約三萬六千公里的地球同步軌道 這標志著我國邁入了衛(wèi)星移動通信的 手機時代 根據(jù)這一信息以及必要的常識 尚不能確定該衛(wèi)星的 A 質(zhì)量B 軌道半徑C 運行速率D 運行周期答案A