第 4 节 人造卫星 宇宙速度[导学目标] 1.了解人造卫星的相关知识.2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.3.理解掌握人造卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系.4.了解我国卫星发射的情况,激发学生的爱国热情.1.在平抛运动中,若高度一定,平抛运动的初速度越大,其水平位移______.2.行星做匀速圆周运动的向心力是由________提供的,它环绕太阳运行的速率 v= .3.若卫星受到的万有引力小于它做圆周运动所需要的向心力,将做______运动;若大于所需要的向心力,将做______运动.一、人造卫星[问题情境]1.人造卫星的轨道有哪几种可能情况? [要点提炼]人造卫星的运行规律(1)由 G=得 v=__________,故 r 越大,卫星速度______;(2)由 G=mω2r 得 ω= ,故 r 越大,角速度______;(3)由 G=mr,得 T=__________,故 r 越大,周期______;(4)由 G=ma 得 a=________,故 r 越大,a 越小.2.同步卫星是相对于地面静止的、和地球自转具有相同的周期的卫星,T=24 h.同步卫星一定位于赤道上方距地面高 h 处,且 h 是一定的.同步卫星也叫通讯卫星.设地球的质量为 M,卫星的质量为 m,地球的半径为 R,卫星离地面的高度为 h,请根据有1关知识求同步卫星距地面的高度和环绕速度.(T=24 h=86 400 s,g=9.8 m/s2,R=6 400 km) [问题延伸]在卫星发射过程中,卫星中的人和其它物体是处于超重状态还是失重状态?当卫星进入轨道以后呢? [即学即用]1.如图 1 所示的圆 a、b、c,其圆心均在地球的自转轴线上,b、c 的圆心与地心重合,对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言( )图 1A.卫星的轨道可能为 aB.卫星的轨道可能为 bC.卫星的轨道可能为 cD.同步卫星的轨道一定为平行于 b 的一同心圆图 222.如图 2 所示,a、b、c 是大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b 质量相同且小于 c 的质量,下面说法中正确的是( )A.b、c 的线速度大小相等且大于 a 的线速度B.b、c 的向心加速度相等且大于 a 的向心加速度C.b、c 的周期相等且大于 a 的周期D.b、c 的向心力相等且大于 a 的向心力3.同步卫星离地心距离为 r,运行速率为 v1,加速度为 a1.地球赤道上的物体随地球自转的加速度为 a2,第一宇宙速度为 v2,地球半径为 R.则以下正确的是( )A.= B.=()2C.= D.= 二、宇宙速度[问题情境] 1.什么叫第一宇宙速度、第二宇宙速度、第...