高中物理 第三章 万有引力定律 第4节 人造卫星 宇宙速度 3 同步卫星的特点及发射学案 教科版必修2-教科版高一必修2物理学案

同步卫星的特点及发射一、考点突破：考点课程目标备注同步卫星的特点及发射1. 理解并运用万有引力定律处理地球同步卫星问题的思路和方法。2. 了解地球同步卫星的运动特点。3. 地球同步卫星和其他卫星运动的共同点，会用万有引力定律计算天体的质量。高考重点，通常以选择题的形式考查，考查重点是同步卫星的特点及同步卫星的动力学特征，同时结合我国的航天事业飞速发展，以我国的航天科技实例为背景进行命题。二、重难点提示：重点：地球同步卫星的轨道特点和运行规律。难点：地球同步卫星的轨道位置的确定。一、地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转周期相同的卫星叫地球同步卫星。1. 同步卫星的特点（1）同步卫星与地球自转方向一致。（2）同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等。【重要提示】同步卫星的运转周期与地球自转周期一致，是 24h。所以同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等。（3）同步卫星的轨道平面与赤道平面共面。（4）同步卫星的高度一定，。【要点诠释】由，得：，因为 T 一定，所以 r 一定，而（h 为同步卫星离地面的垂直高度，R 为地球半径），也就是说，所有的同步卫星都位于赤道上方相同高度上。即所有同步卫星都在同一个轨道上。因为它们的角速度相等，所以不会发生“追尾”的问题。这一高度大约为。（5）同步卫星的环绕速度大小一定相等。二、同步卫星的发射1. 第一步：把卫星发射到近地圆轨道 1动力学规律：（供需平衡）由于近地，故 R 为地球半径。2. 第二步：变轨点火加速（供小于求）离心，沿椭圆轨道 2 运动。点火位置为 A，A 为近地点，B 为远地点。3. 第三步：在远地点再次加速进入同步轨道 3动力学规律：（供需平衡）【重要提示】同步卫星相对地面静止，相对地心匀速圆周运动。三、同步卫星的回收在三轨道上向前喷气减速（如图中 B 点），供大于需，进入椭圆轨道 2 运动，在 A 点再次减速进入圆轨道 1 运动，在 1 上再次减速返回地面。 例题 1 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火。将卫星送入同步圆轨道 3。轨道 1、2 相切于 Q 点，轨道 2、3相切于 P 点（如图），则当卫星分别在 1，2，3 轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）A. 卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 的速率B. 卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道 1 上的角速度C. 卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度...