高中物理 第三章 万有引力定律 第4节 人造卫星 宇宙速度 2 深度剖析三个宇宙速度学案 教科版必修2-教科版高一必修2物理学案

深度剖析三个宇宙速度一、考点突破：考点考纲要求备注三个宇宙速度1. 掌握第一宇宙速度的计算方法。2. 理解三个宇宙速度的含义。人造卫星问题是万有引力定律应用部分的难点问题，是近几年高考命题的热点，这部分内容综合性很强，卫星的动力学问题、能量问题、宇宙速度和环绕速度的区别等知识点在近几年高考中频繁出现。二、重难点提示： 重点：掌握第一宇宙速度的计算方法。难点：三个宇宙速度的含义。一、三个宇宙速度1. 第一宇宙速度物体围绕地球做匀速圆周运动所需要的最小发射速度（又叫最大环绕速度、近地环绕速度）其值为：。第一宇宙速度的计算方法一：地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力。G＝m，v＝。当 h↑，v↓，所以在地球表面附近卫星的速度是它运行的最大速度。其大小为 r>>h（地面附近）时，＝7.9×103m/s。方法二：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力。。当 r>>h 时，gh≈g ，所以 v1＝＝7.9×103m/s。【要点诠释】对第一宇宙速度的理解（1）第一宇宙速度是最大的环绕速度是指其轨道为圆。若为椭圆这 7.9km/s 则为近地点的最小速度。（2）上式对其他天体也适用，R 为天体半径，M 为天体质量，g 为天体表面的重力加速度，G 为引力常量。2. 第二宇宙速度（脱离速度）如果卫星的速大于而小于，卫星将做椭圆运动。当卫星的速度等于或大于的时候，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星，或飞到其他行星上去，把叫做第二宇宙速度，第二宇宙速度是挣脱地球引力束缚的最小发射速度。3. 第三宇宙速度物体挣脱太阳系而飞向太阳系以外的宇宙空间所需要的最小发射速度叫做第三宇宙速度，又称逃逸速度，其值为：。应该熟记常识：地球公转周期 1 年，自转周期 1 天＝24 小时＝86400s，地球表面半径6.4×103km，表面重力加速度 g＝9.8 m/s2，月球公转周期 30 天，月球表面的重力加速度为 g/6，月地距离为 384400km。二、发射速度 v 与宇宙速度当发射速度 v 与宇宙速度分别有如下关系时，被发射物体的运动情况将有所不同。① 当 v＜v1时，被发射物体最终仍将落回地面；② 当 v1≤v＜v2时，被发射物体将环绕地球运动，轨道为椭圆，成为地球卫星；③ 当 v2≤v＜v3时，被发射物体将脱离地球束缚，成为环绕太阳运动的“人造行星”；④ 当 v≥v3时，被发射物体将从太阳系中逃逸。例题 1 火星与地球的质量之比为 a，半径...