《（通用版）2020版中考化學(xué)大一輪備考4.5第5節(jié)天體運(yùn)動與人造衛(wèi)星講義新人教版.pptx》由會員分享高中物理天體運(yùn)動同步衛(wèi)星最小速度，可在線閱讀高中物理天體運(yùn)動同步衛(wèi)星最小速度，更多相關(guān)《（通用版）2020版中考化學(xué)大一輪備考4.5第5節(jié)天體運(yùn)動與人造衛(wèi)星講義新人教版.pptx（32頁典藏版）》請?jiān)邴湺嗾n文檔分享上搜索。
1、第5節(jié)天體運(yùn)動與人造衛(wèi)星,-2-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,一、宇宙速率1.環(huán)繞速率(1)第一宇宙速率又叫環(huán)繞速率,其數(shù)值為7.9km/s。(2)第一宇宙速率是人造衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞月球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)具有的速率。(3)第一宇宙速率是人造衛(wèi)星最小的發(fā)射速率,也是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速率。2.第二宇宙速率(脫離速率)使物體掙開月球引力禁錮的最小發(fā)射速率,其數(shù)值為11.2km/s。3.第三宇宙速率(逃逸速率)使物體掙開太陽引力禁錮的最小發(fā)射速率,其數(shù)值為16.7km/s。,-3-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,二、地球衛(wèi)星1.衛(wèi)星的軌道(1)赤道軌道:衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi),同
2、步衛(wèi)星就是其中的一種。(2)極地軌道:衛(wèi)星的軌道過南北兩極,即在垂直于赤道的平面內(nèi),如極地氣象衛(wèi)星。(3)其他軌道:減去上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道。所有衛(wèi)星的軌道平面一定通過月球的球心。,-4-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,2.月球同步衛(wèi)星相對于地面靜止且與月球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫月球同步衛(wèi)星。同步衛(wèi)星有以下特性(1)軌道平面一定:軌道平面與赤道平面共面。(2)周期一定:與月球自轉(zhuǎn)周期相同,即T=24h。(3)角速率一定:與月球自轉(zhuǎn)的角速率相同。,(5)繞行方向一定:與月球自轉(zhuǎn)的方向一致。,-5-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,3.極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過南北兩
3、極,因?yàn)樵虑蜃赞D(zhuǎn),極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。(2)近地衛(wèi)星是在月球表面附近環(huán)繞月球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星,其運(yùn)行的軌道直徑可近似覺得等于月球的直徑,其運(yùn)行線速率約為7.9km/s。,請判定下述敘述是否正確,對不正確的敘述,請說明緣由。(1)月球同步衛(wèi)星可以定點(diǎn)于上海正上方。()(2)若物體的發(fā)射速率小于第二宇宙速率,大于第三宇宙速率,則物體可以繞太陽運(yùn)行。(),提示：月球同步衛(wèi)星軌道必須與赤道平面重合。,-6-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,1.兩個(gè)繞月球做勻速圓周運(yùn)動的人造月球衛(wèi)星,軌道如圖所示,下述判定正確的是()A.兩衛(wèi)星的角速率關(guān)系有aabC.兩衛(wèi)星的線速率關(guān)系有vavbD.兩
4、衛(wèi)星的周期關(guān)系有TaTb,答案,解析,-7-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,2.(多選)在初期的反衛(wèi)星試驗(yàn)中,功擊攔截方法之一是快速上升式功擊,即“攔截器”被送入與“目標(biāo)衛(wèi)星”軌道平面相同而高度較低的追趕軌道,之后通過機(jī)動飛行快速上升接近目標(biāo)將“目標(biāo)衛(wèi)星”摧毀。下圖為追趕過程軌道示意圖,下述表述正確的是()A.圖中A是“目標(biāo)衛(wèi)星”,B是“攔截器”B.“攔截器”和“目標(biāo)衛(wèi)星”的繞行方向?yàn)閳D中的順秒針方向C.“攔截器”在上升的過程中重力勢能會減小D.“攔截器”的加速度比“目標(biāo)衛(wèi)星”的加速度小,答案,解析,-8-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,3.一宇宙飛船繞月球做勻速圓周運(yùn)動,飛船原先的線速率是v1,周期是T
5、1,假定在某時(shí)刻它向后噴氣做加速運(yùn)動后,步入新軌道做勻速圓周運(yùn)動,運(yùn)動的線速率是v2,周期是T2,則()A.v1v2,T1T2B.v1v2,T1T2D.v1v2,T1T2,答案,解析,-9-,基礎(chǔ)筑牢,自我確診,4.(2017全省卷)我國發(fā)射的天舟一號物流飛船與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室成功地完成了交會對接,對接產(chǎn)生的組合體仍沿天宮二號原先的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比,組合體運(yùn)行的()A.周期變大B.速度變大C.動能變大D.向心加速度變大,答案,解析,-10-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,宇宙速率的理解與應(yīng)用(自主悟透)1.第一宇宙速率的推論,第一宇宙速率是發(fā)射
6、地球人造衛(wèi)星的最小速率,也是月球人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速率,此時(shí)它的運(yùn)行周期最短,Tmin=2=5079s85min。,-11-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.宇宙速率與運(yùn)動軌跡的關(guān)系(1)v發(fā)=7.9km/s時(shí),衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動。(2)7.9km/sv發(fā)11.2km/s,衛(wèi)星繞月球運(yùn)動的軌跡為橢圓。(3)11.2km/sv發(fā)16.7km/s,衛(wèi)星繞太陽做橢圓運(yùn)動。(4)v發(fā)16.7km/s,衛(wèi)星將掙開太陽引力的禁錮,飛到太陽系以外的空間。,-12-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,突破訓(xùn)練1.(多選)已知火星的質(zhì)量約為月球質(zhì)量的,火星的直徑約為月球直徑的。下述關(guān)于
7、人類發(fā)射的關(guān)于火星偵測器的說法正確的是()A.發(fā)射速率只要小于第一宇宙速率即可B.發(fā)射速率只有達(dá)到第三宇宙速率才可以C.發(fā)射速率應(yīng)小于第二宇宙速率而大于第三宇宙速率D.火星偵測器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速率為月球第一宇宙速率的,答案,解析,-13-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.下圖是在1687年出版的自然哲學(xué)的物理原理一書中一幅插圖,牛頓曾構(gòu)想,當(dāng)拋出速率很大時(shí),物體就不會落回地面。已知月球直徑為R,地球繞月球公轉(zhuǎn)的軌道直徑為n2R,周期為T,不計(jì)空氣阻力。為實(shí)現(xiàn)牛頓構(gòu)想,拋出的速率起碼為(),答案,解析,-14-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,規(guī)律總結(jié)宇宙速率問題的剖析思路,-15-,考點(diǎn)一
8、,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,衛(wèi)星運(yùn)行熱阻的剖析與估算(多維探究)1.衛(wèi)星的各化學(xué)量隨軌道直徑變化的規(guī)律,-16-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨月球自轉(zhuǎn)的物體的運(yùn)動熱阻比較,-17-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,-18-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,例1如圖所示,某極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過月球的南北兩極,已知該衛(wèi)星從北緯60的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60的正上方時(shí)所用時(shí)間為1h,則下述說法正確的是()A.該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行直徑之比為14B.該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速率之比為12C.該衛(wèi)星的運(yùn)行速率一定小于7.9km/sD.該衛(wèi)星的機(jī)械能一定小于同步衛(wèi)星的
9、機(jī)械能,答案,解析,-19-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,思維點(diǎn)撥(1)極地衛(wèi)星的運(yùn)行周期為3h。(2)衛(wèi)星的運(yùn)行周期與軌道直徑的關(guān)系式為T。(3)衛(wèi)星的機(jī)械能大小與什么誘因有關(guān)?提示：衛(wèi)星的質(zhì)量,運(yùn)行速率,距離地面的高度,-20-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,例2(多選)如圖所示,A表示月球同步衛(wèi)星,B為運(yùn)行軌道比A低的一顆衛(wèi)星,C為月球赤道上某一高山山頂上的一個(gè)物體,兩顆衛(wèi)星及物體C的質(zhì)量都相同,關(guān)于它們的線速率、角速率、所遭到的萬有引力和運(yùn)行周期的比較,下述關(guān)系式正確的是()A.B.ABCC.D.TA=TCTB,答案,解析,-21-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考
10、點(diǎn)三,方式歸納人造衛(wèi)星問題的解題方法1.衛(wèi)星向心加速度的不同敘述方式,2.解決力與運(yùn)動的關(guān)系,還是要用動力學(xué)的思想,解決的橋梁是牛頓第二定理。(1)衛(wèi)星的an、v、T是相互聯(lián)系的,其中一個(gè)量發(fā)生變化,其他各量也急劇發(fā)生變化。(2)an、v、T均與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān),只由軌道直徑r和中心天體質(zhì)量共同決定。,-22-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,3.衛(wèi)星運(yùn)動中的機(jī)械能(1)只在萬有引力作用下,衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動和沿橢圓軌道運(yùn)動,機(jī)械能均守恒,這兒的機(jī)械能包括衛(wèi)星的動能和衛(wèi)星(與中心天體)的重力勢能。(2)質(zhì)量相同的衛(wèi)星,圓軌道直徑越大,動能越小,勢能越大,機(jī)械能越大。,-23-,考點(diǎn)一
11、,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,突破訓(xùn)練3.(2016全省卷)借助三顆位置適當(dāng)?shù)脑虑蛲叫l(wèi)星,可使月球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊。目前,月球同步衛(wèi)星的軌道直徑約為月球直徑的6.6倍。假定月球的自轉(zhuǎn)周期變小,若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的,則月球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A.1hB.4hC.8hD.16h,答案,解析,-24-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,4.(多選)如圖所示,a為靜止在月球赤道上的一個(gè)物體,b為繞月球做勻速圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星,c為月球的同步衛(wèi)星,其軌道直徑為r,設(shè)月球直徑為R,下述說法正確的是(),答案,解析,-25-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,衛(wèi)星的變軌與追及(多維
12、探究)1.衛(wèi)星發(fā)射及變軌過程概述人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可抵達(dá)預(yù)定軌道。如圖所示,發(fā)射衛(wèi)星的過程大致有以下幾個(gè)步驟:(1)為了節(jié)約能量,在赤道上沿著月球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道上。(2)在A處打火加速,因?yàn)樗俾首兇?步入橢圓軌道。(3)在B處(遠(yuǎn)地點(diǎn))再度打火加速步入方形軌道。,-26-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,2.衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì),-27-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,例3(多選)某載人飛船運(yùn)行的軌道示意圖如圖所示,飛船先沿橢圓軌道1運(yùn)行,近地點(diǎn)為Q,遠(yuǎn)地點(diǎn)為P。當(dāng)飛船經(jīng)過點(diǎn)P時(shí)打火加速,使飛船由橢圓軌道1轉(zhuǎn)移到圓軌道2上運(yùn)行,在圓軌道2上飛船運(yùn)行周期約為90min。關(guān)于飛船
13、的運(yùn)行過程,下述說法中正確的是()A.飛船在軌道1和軌道2上運(yùn)動時(shí)的機(jī)械能相等B.飛船在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)的速率大于經(jīng)過Q點(diǎn)的速率C.軌道2的直徑大于月球同步衛(wèi)星的軌道直徑D.飛船在軌道1上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)的加速率等于在軌道2上運(yùn)行經(jīng)過P點(diǎn)的加速度,答案,解析,-28-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,思維點(diǎn)撥(1)依據(jù)功能關(guān)系比較機(jī)械能大小;(2)依據(jù)開普勒第二定理比較vP,vQ;(3)依據(jù)周期關(guān)系比較軌道直徑;(4)依據(jù)牛頓第二定理比較加速度。,-29-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,例4如圖所示,宇宙飛船A在低軌道上飛行,為了給更高軌道的宇宙空間站B輸送物質(zhì),須要與B對接,它可以
14、采用噴氣的方式改變速率,因而達(dá)到改變軌道的目的,則以下說法正確的是()A.它應(yīng)沿運(yùn)行速率方向噴氣,與B對接后周期比低軌道時(shí)的小B.它應(yīng)沿運(yùn)行速率的反方向噴氣,與B對接后周期比低軌道時(shí)的大C.它應(yīng)沿運(yùn)行速率方向噴氣,與B對接后周期比低軌道時(shí)的大D.它應(yīng)沿運(yùn)行速率的反方向噴氣,與B對接后周期比低軌道時(shí)的小,答案,解析,-30-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,規(guī)律總結(jié)1.變軌的兩種情況,2.相關(guān)數(shù)學(xué)量的比較(1)兩個(gè)不同軌道的“切點(diǎn)”處線速率v不相等,圖中vvB,vAv。,-31-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,(2)同一個(gè)橢圓軌道上近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)線速率大小不相等,從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)萬有引力對
15、衛(wèi)星做正功,動能減小(引力勢能減少),圖中vAvB,,EpAv。3.衛(wèi)星的對接載人飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接實(shí)際上就是兩個(gè)做勻速圓周運(yùn)動的物體追趕問題,本質(zhì)依然是衛(wèi)星的變軌運(yùn)行問題。,-32-,考點(diǎn)一,考點(diǎn)二,考點(diǎn)三,突破訓(xùn)練5.世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星墨子號在完滿完成4個(gè)月的在軌測試任務(wù)后,即將交付用戶單位使用。下圖為墨子號變軌示意圖,軌道A與軌道B相切于P點(diǎn),軌道B與軌道C相切于Q點(diǎn),以下說法正確的是()A.墨子號在軌道B上由P向Q運(yùn)動的過程中速度越來越大B.墨子號在軌道C上經(jīng)過Q點(diǎn)的速度小于在軌道A上經(jīng)過P點(diǎn)的速度C.墨子號在軌道B上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的向心加速率小于在軌道A上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的向心加速度D.墨子號在軌道B上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)遭到的月球的引力大于經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)遭到的月球的引力,答案,解析,
