54飛出地球去課件滬科版必修2(編輯修改稿)
2024-12-23 20:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 探究： (1) 同步衛(wèi)星所處的軌道平面． (2) 同步衛(wèi)星的離地高度 h . 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) 答案 ( 1) 假設(shè)衛(wèi)星的軌道在某一緯線圈的上方跟著地球的自轉(zhuǎn)同步地做勻速圓周運動，衛(wèi)星運動的向心力由地球?qū)λ囊Φ囊粋€分力提供．由于另一個分力的作用將使衛(wèi)星軌道靠向赤道，故只有在赤道上方，同步衛(wèi)星才能穩(wěn)定的運行． ( 2) 由萬有引力提供向心力和已知周期 T 得 GMm? R ＋ h ?2 ＝ m ( R ＋h )(2πT)2，所以 h ＝ 3 GM T 24π2 － R ，代入數(shù)據(jù)得 h ＝ 107 m. 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) [ 要點提煉 ] 同步衛(wèi)星的五個 “ 一定 ” 1 ．定周期：運轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同， T ＝ 24 h. 2 ．定軌道平面：所有地球同步衛(wèi)星的軌道平面均在赤道平 面內(nèi)． 3 ．定高度：離地面高度為 36 000 k m . 4 ．定速率：運行速率為 103 m /s. 5 ．定點：每顆同步衛(wèi)星都定點在世界衛(wèi)星組織規(guī)定的位置上． 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) 例 1 恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的 “ 侏儒 ” —— 中子星．中子星的半徑較小，一般在 7 km ～ 20 km ，但它的密度大得驚人．若某中子星的半徑為 1 0 k m ，密度為 1017 k g /m3，那么該中子星上的第一宇宙速度約為 ( ) A ． km /s B ． km /s C ． 104 k m /s D ． 104 k m /s 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) 解析 中子星上的第一宇宙速度即為它表面的環(huán)繞速度， 由 GMmr2 ＝ mv2r，得 v ＝ GMr，又由 M ＝ ρV ＝43ρ π r3，代入上式可得 v ＝ r 4π Gρ3， 代入數(shù)據(jù)得 v ＝ 104 k m /s. 答案 D 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) 例 2 假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增加到原來的 2 倍，仍做圓周運動，則 ( ) A ．根據(jù)公式 v ＝ ωr 可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的 2 倍 B ．根據(jù)公式 F ＝m v2r可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的12 C ．根據(jù)公式 F ＝ GMmr2 可知地球提供的向心力將減小到原來的14 D ．根據(jù)上述 B 和 C 中給出的公式可知，衛(wèi)星運行的線速度將減小到原來的22 本學案欄目開關(guān) 知識 儲備區(qū) 學習 探究區(qū) 自我 檢測區(qū) 解析 人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，有 F ＝ GMmr2 ＝m v2r，得 v ＝ GMr 從上式看出，離地球越遠的衛(wèi)星速度越小，當半徑加倍時，引力變?yōu)樵瓉淼?4，速度變?yōu)樵瓉淼?2，選項 C 、 D 正確． 對于做不同的圓周運動的人造地球衛(wèi)星，我們知道其角速度 ω ＝ GMr3 不同，所以根據(jù)公式 v ＝ ωr 不能得到衛(wèi)星線速度 v 跟 r 成正比關(guān)系的結(jié)
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