高中物理 第三章 万有引力定律 第4节 人造卫星 宇宙速度 1 人造卫星发射学案 教科版必修2-教科版高一必修2物理学案

人造卫星发射一、考点突破：知识点考纲要求题型说明人造卫星的发射及运行参量与半径的关系1. 掌握人造卫星的力学及运动特点。2. 熟练掌握人造卫星的运行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系。3. 理解卫星的发射速度。选择题、计算题属于高频考点，突出了对卫星的发射、运行、回收等多方面的考查，人造卫星问题中的超重失重问题，人造卫星与地理知识与现代科技知识的综合问题也是近几年的高考热点二、重难点提示：重点：1. 掌握人造卫星的力学及运动特点。2. 熟练掌握人造卫星的运行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系。难点：对卫星的发射速度的理解。一、人造地球卫星这里特指绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，实际上大多数卫星轨道是椭圆，而中学阶段对做椭圆运动的卫星一般不作定量分析。1. 卫星的轨道平面：由于地球卫星做圆周运动的向心力是由万有引力提供的，所以卫星的轨道平面一定过地球球心，地球球心一定在卫星的轨道平面内。2. 原理：由于卫星绕地球做匀速圆周运动，所以地球对卫星的引力充当卫星所需的向心力，于是有。 3. 人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系根据万有引力提供向心力，则有（1）由，得，即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比，所以半径越大（即卫星离地面越高），线速度越小。（2）由，得，即，故半径越大，角速度越小。（3）由，得，即，所以半径越大，周期越长。【重要提示】1. 发射人造地球卫星的最小周期约为 85 分钟。2. 卫星的速度是相对于地心的，而非相对于地面。3. 卫星的轨道半径指卫星到地心的距离。4. 卫星有极地位星（轨道经过两极）、同步卫星（在赤道正上方相对地面静止）和近地卫星。5. 卫星的运行速度、角速度、周期、向心加速度都只与半径有关，半径定，则上述物理量定。二、卫星的发射 如图所示： 在地面高位 h 处水平抛出一物体（不计阻力），随着速度的增大落点越远，引力大于所需要的向心力，随着速度的继续增大，当引力等于所需要的向心力时，物体做匀速圆周运动，这就成了一颗卫星。1. 发射速度：使卫星围绕地球做圆周运动的最小发射速度。2. 环绕速度：绕地球做圆周运动的卫星的线速度，当半径最小时环绕速度最大等于最小发射速度。（此时认为卫星的轨道半径等于地球的半径）【规律总结】根据可知，卫星越高，半径越大，卫星的运行速度（环绕速度）就越小，但所需发射速度越大。三、人造卫星的超重与失重1. 人造卫星在发射升空...