高中物理 第六章 万有引力与航天 7 同步卫星、近地卫星、赤道物体的异同点分析学案 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理学案VIP专享

同步卫星、近地卫星、赤道物体的异同点分析一、考点突破知识点考纲要求题型分值万有引力和航天会分析同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的动力学和运行上的区别和联系选择题6 分一、区别和联系1. 近地卫星和赤道物体相同点运行轨道半径相同。不同点① 受力情况不同，近地卫星只受地球引力的作用，地球引力等于卫星做圆周运动所需的向心力，而赤道上随地球自转的物体受到地球引力和地面支持力的作用，其合力提供物体做圆周运动所需的向心力。② 运行情况不同，角速度、线速度、向心加速度、周期等均不同。如近地卫星的向心加速度为 g，而赤道上随地球自转的物体的向心加速度为。2. 近地卫星和同步卫星相同点都是地球的卫星，地球的引力提供向心力不同点由于近地卫星轨道半径较小，由人造卫星的运行规律可知，近地卫星的线速度、角速度、向心加速度均比同步卫星大。3. 赤道物体和同步卫星相同点角速度都等于地球自转的角速度，周期等于地球自转周期。不同点① 轨道半径不同：同步卫星的轨道半径比赤道物体的轨道半径大得多。② 受力情况不同：赤道上物体受万有引力和支持力的共同作用，同步卫星只受地球引力作用。③ 运动情况不同：由可知，同步卫星的线速度、向心加速度均比赤道物体大。二、求解此类题的关键1. 在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的向心加速度的比例关系时应依据二者角速度相同的特点，运用公式 a＝ω2r 而不能运用公式 a＝。2. 在求解“同步卫星”与“赤道上的物体”的线速度比例关系时，仍要依据二者角速度相同的特点，运用公式 v＝ωr 而不能运用公式。3. 在求解“同步卫星”运行速度与第一宇宙速度的比例关系时，因都是由万有引力提供的向心力，故要运用公式，而不能运用公式 v＝ωr 或 v＝。例题 1 （广东高考）已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常量为 G。有关同步卫星，下列表述正确的是（ ）A. 卫星距地面的高度为B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为D. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度思路分析：天体运动的基本原理为万有引力提供向心力，地球的引力使卫星绕地球做匀速圆周运动，即 F 引＝F 向＝m。当卫星在地表运行时，F 引＝＝mg（此时 R 为地球半径），设同步卫星离地面高度为 h，则 F 引＝＝F 向＝ma 向