【正文】 水平面上的物體所受重力 G 和支持力 N二力平衡。求探 測(cè)器繞過(guò)行星后的速率 v（用 v0、 u0表示）。從航天飛機(jī)貨艙里向下釋放出一顆衛(wèi)星，衛(wèi)星帶著一根長(zhǎng) L=20km的絕緣電纜繩 ,其電阻為r=，方向始終指向地心，因切割地磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 ② 利用電流和荷質(zhì)比可求得每秒消耗的氙的質(zhì)量， mmIq??3年需要的總質(zhì)量為 M=Δm已經(jīng)實(shí)驗(yàn)成功的和正在開(kāi)展研究的一些方法和途徑是： 原理 是利用 電場(chǎng)加速離子 ，將離子高速向后 噴出 ， 利用反沖 使航天器得到加速。 衛(wèi)星由低軌道運(yùn)行變到高軌道運(yùn)行 : 專(zhuān)題聚焦 由式 速度減小 ,動(dòng)能減小 ， 衛(wèi)星的動(dòng)能可計(jì)算得到 KG M mE=2r重力加速度 g隨高度增大而減小，重力勢(shì)能不能再用Ek=mgh計(jì)算，而用公式 計(jì)算 ,重力勢(shì)能增大 . PG M mE = r總機(jī)械能為 G M mE = 2r所以 ,同樣質(zhì)量的衛(wèi)星 ,軌道 半徑越大 ,即離地面越高 ,衛(wèi)星具有的 機(jī)械能越大 ， 發(fā)射需要的 總能量越多 ,就 越困難。 (1)同步衛(wèi)星一定位于赤道的正上方，非同步人造地球衛(wèi)星其軌道平面可與地軸有任意夾角 . (2)同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同 . 即 T=24h。 ? ??33G M 1v = … … … … 4r r即衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的角速度越小 。 一、第一宇宙速度 人造衛(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 最小發(fā)射 速度，叫做 第一宇宙速度。 專(zhuān)題聚焦 例 m表示地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量、h表示衛(wèi)星離地面的高度、 M表示地球的質(zhì)量、 R0表示地球的半徑、 g0表示地球表面處的重力加速度、 T0表示地球自轉(zhuǎn)的周期、 ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則： （ 1）地球同步通信衛(wèi)星的環(huán)繞速度 v為 （ R0+h） B. 0GMR + h3 0GM ωC. D. 302 π GMT解： （ 1）設(shè)地球同步衛(wèi)星離地心的高度為 r,則 r=R0+h則環(huán)繞速度 v=ω 0r=ω 0（ R0+h） 同步衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)由萬(wàn)有引力提供向心力：即 22M m vG = mrr得 0G M G Mv = =r R + h又有 202MmG = m ω rr則 3 20GMr=ω 3330 0 0200G M 2 π GMv= ω r= ω = G M ω =ω T(ABCD) 專(zhuān)題聚焦 （ 2）地球同步通信衛(wèi)星所受的地球?qū)λ娜f(wàn)有引力 F的大小為 20020Rg(R + h )243 0 0 0Rg ω43 4016 π GMT （ R0+h） 解 （ 2）地球同步衛(wèi)星的重力加速度為 /2000Rg = ( ) gR + h地球?qū)λ娜f(wàn)有引力大小可認(rèn)為等于同步衛(wèi)星的重力來(lái)提供向心力 ,即 200 20Rmg(R + h )=mω 02（ R0+h） 所以 2003020Rgh = RωF向 =mω 02（ R0+h） = 2430004 π 16 π GMm (R + h ) = mTT(ABCD) 專(zhuān)題聚焦 （ 3）地球同步通信衛(wèi)星離地面的高度 h為 ，則衛(wèi)星離地面的高度就被確定 200320Rgω202G M T4πB. － R0 C. － R0 ，但衛(wèi)星離地面的高度可以選擇 .高度增加，環(huán)繞速度增大，高度降低，環(huán)繞速度減小，仍能同步 解： （ 3）因?yàn)? 2003020Rgh = Rω式中 R0、 g0、 ω 0都是確定的， 故 h被確定 002πω =T220 0 002R g T∴ h = R4 π(ABC) 三、衛(wèi)星的變軌 v1 v2 v3 v4 專(zhuān)題聚焦 由于技術(shù)上的原因，衛(wèi)星的發(fā)射往往要分幾個(gè)階段，經(jīng)過(guò)多次變軌后才能定點(diǎn)于預(yù)定的位置。所謂“軌道維持”就是通過(guò)控制飛船上發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間和推力的大小方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運(yùn)行。其原理是設(shè)法使探測(cè)器內(nèi)攜帶的惰性氣體氙 ( )的中性原子變?yōu)橐粌r(jià)離子，然后用電場(chǎng)加速這些氙離子使其高速?gòu)奶綔y(cè)器尾部噴出，利用反沖使探測(cè)器得到推動(dòng)力。 專(zhuān)題聚焦 由此，有人設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測(cè)中用光壓為動(dòng)力推動(dòng)航天器加速。電纜線(xiàn)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=____V．航天飛機(jī)中獲得的電功率為 P=____W。Mu02+189。將下列物理量按從小到大的順序用不等號(hào)排列：①這三個(gè)狀態(tài)下衛(wèi)星的線(xiàn)速度大小 ______；②向心加速度大小______；③周期大小 ______。 例 9. 試分析一顆質(zhì)量為 M= 1031kg的恒星（約為太陽(yáng)質(zhì)量的 10倍），當(dāng)它的半徑坍塌為多大時(shí)就成為一個(gè)“黑洞”？（取 G= 1011Nm2/kg2，答案保留一位有效