高中物理必修2教案3篇-資料下載頁
2025-04-05 12:18本頁面
【正文】 的距離為r，衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度為v： 由第一宇宙速度的兩種表達(dá)式可以看出，第一宇宙速度之值由中心星體決定，可以說任何一顆行星都有自己的第一宇宙速度，都應(yīng)以 式中G為萬有引力常量，M為中心星球的質(zhì)量，g為中心星球表面的重力加速度，r為中心星球的半徑. 誤區(qū)警示 ，衛(wèi)星的發(fā)射速度越大，貼近地球表面的衛(wèi)星(近地衛(wèi)星)的發(fā)射速度最小，其運行速度即第一宇宙速度. 例：某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時間t物體以速率v落回手中，已知該星球的半徑為R，求這個星球上的第一宇宙速度. 方法總結(jié)：天體環(huán)繞速度的計算方法 對于任何天體，計算其環(huán)繞速度時，都是根據(jù)萬有引力提供向心力的思路，衛(wèi)星的軌道半徑等于天體的半徑，由牛頓第二定律列式計算. ，可直接列式計算. ，但知道該天體與地球的質(zhì)量、半徑關(guān)系，可分別列出天體與地球環(huán)繞速度的表達(dá)式，用比例法進(jìn)行計算. 三、衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系 【問題導(dǎo)思】 ? 、ω、T、a與r的關(guān)系? ? 為了研究問題的方便，通常認(rèn)為衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，向心力由萬有引力提供. 衛(wèi)星的線速度v、角速度ω、周期T與軌道半徑r的關(guān)系與推導(dǎo)如下： 由上表可以看出：衛(wèi)星離地面高度越高，其線速度越小，角速度越小，周期越大，向心加速度越小. 誤區(qū)警示 、ω、T與半徑r的關(guān)系問題時，常用公式“gR2=GM”來替換出地球的質(zhì)量M會使問題解決起來更方便. ，需要的發(fā)射速度越大，但衛(wèi)星最后穩(wěn)定在繞地球運動的圓形軌道上時的速度越小. 例：如圖所示為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( ) =，可知三顆衛(wèi)星的線速度vA ，可知三顆衛(wèi)星受到的萬有引力FAFBFC aBaC 【答案】 C 四、衛(wèi)星軌道與同步衛(wèi)星 【問題導(dǎo)思】 ? ? ? 人造衛(wèi)星的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓軌道. (1)橢圓軌道：地心位于橢圓的一個焦點上. (2)圓軌道：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力提供，由于萬有引力指向地心，所以衛(wèi)星的軌道圓心必然是地心，即衛(wèi)星在以地心為圓心的軌道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運動. 總之，地球衛(wèi)星的軌道平面可以與赤道平面成任意角度，稱為赤道軌道。當(dāng)軌道平面與赤道平面垂直時，即通過極點，稱為極地軌道，如圖所示. (1)定義：相對于地面靜止的衛(wèi)星，又叫靜止衛(wèi)星. (2)六個“一定”. ?、偻叫l(wèi)星的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致. ?、谕叫l(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，T=24 h. ③同步衛(wèi)星的運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度. ?、芡叫l(wèi)星的軌道平面均在赤道平面上，即所有的同步衛(wèi)星都在赤道的正上方. ⑤同步衛(wèi)星的高度固定不變. 特別提醒 由于衛(wèi)星在軌道上運動時，它受到的萬有引力全部提供給了向心力，產(chǎn)生了向心加速度，因此衛(wèi)星及衛(wèi)星上的任何物體都處于完全失重狀態(tài). 例：已知某行星的半徑為R，以第一宇宙速度運行的衛(wèi)星繞行星運動的周期為T，該行星上發(fā)射的同步衛(wèi)星的運行速度為v，求同步衛(wèi)星距行星表面高度為多少. 規(guī)律總結(jié)：同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的比較 ，定點在某一特定高度的衛(wèi)星，它不是地球的衛(wèi)星，充當(dāng)向心力的是物體所受的萬有引力與重力之差. 。，往往借助同步衛(wèi)星這一紐帶，這樣會使問題迎刃而解. 五、衛(wèi)星、飛船的變軌問題 例：如圖所示，某次發(fā)射同步衛(wèi)星的過程如下：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后再次點火進(jìn)入橢圓形的過渡軌道2，、2相切于Q點，3相切于P點，則當(dāng)衛(wèi)星分別在3軌道上正常運行時，以下說法正確的是( ) 【答案】 D 規(guī)律總結(jié)：衛(wèi)星變軌問題的處理技巧 ，萬有引力提供向心力，由 由此可見軌道半徑r越大，若速度v突然減小， 衛(wèi)星將做近心運動，軌跡為橢圓。若速度v突然增大，則 衛(wèi)星將做離心運動，軌跡變?yōu)闄E圓，此時可用開普勒第三定律分析其運動. ，衛(wèi)星受到的萬有引力相同，所以加速度也相同.
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