2013 届桃州中学高三物理导学案第七章 万有引力定律与航天【课 题】§7
2 人造卫星 宇宙速度【学习目标】 1．知道人造星卫运行的规律，了解各种卫星的特点；2．理解三个宇宙速度的物理意义．【知识要点】1．卫星运行速度 v、角速度 ω、周期 T、向心加速度与轨道半径 r 的关系① 由 GMm/r2=mv2/r 有 v=，即 v∝，故 r ，v ；② 由 GMm/r2=mω2r 有 ω=，即 ω∝，故 r 越 ，ω 越 ；③ 由 GMm/r2=m(4π2/T2)r 有 T=2π，即 T∝，故 r 越 ，T 越 ；④ 由 GMm/r2=ma 有 a=GM/r2，即 a∝1/r2，故 r 越 ，a 越 ．2．三种宇宙速度：(1)第一宇宙速度(环绕速度)：v1= (地球卫星的最大运行速度，也是人造地球卫星所需的最小的发射速度)；(2)第二宇宙速度(脱离速度)：v2= (卫星挣脱地球束缚所需的最小的发射速度)；(3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3= (卫星挣脱太阳束缚所需的最小的发射速度)．3．地球同步卫星(1)所谓同步卫星，指跟着地球自转(相对于地面静止)，与地球做同步匀速转动的卫星．(2)特点：① 卫星的周期与地球自转的周期 T(或角速度 ω)相同，T=24h；② 卫星位于地球赤道的正上方，距地球表面的距离 h 和线速度都是定值；由 T2/r3=4π2/GM 得 r=4
24×104km，则 h=3
6×104km；由 v=√GM/r 得 v=3
08km/s．③ 卫星的轨道平面与地球的赤道平面重合，绕行方向与地球自转方向一致．【典型例题】【例 1】(2010·天津理综)探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )A．轨道半径变小 B．向心加速度变小C．线速度变小 D．角速度变小【例 2】 (2010·江苏物理)2009 年
