高中物理全程学习方略配套课件：32万有引力定律的应用粤教版必修2

高中物理全程学习方略配套课件：32万有引力定律的应用粤教版必修2内容摘要：

hTRh ( ) ( )2 73 2G M Th R 3 6 1 0 m4 ..    无论哪种地球卫星 ,都遵守由万有引力定律决定的天体力学规律 .所有人造地球卫星尽管轨道面不同 ,但都以地球的中心作为运动轨道的圆心 . 【 典例 3】 (2020 北京高考 )由于通讯和广播等方面的需要 ，许多国家发射了地球同步轨道卫星 ， 这些卫星的 ( ) 【 解题指导 】 解答本题时可按以下思路分析： 【 标准解答 】 选 A. 万有引力提供卫星的向心力 解得周期 环绕速度 可见周期相同的情况下轨道半径必然相同， B错 误；轨道半径相同必然其环绕速度相同， D错误；同步卫星 相对于地面静止在赤道上空，所有的同步卫星的运行轨道 都在赤道上空同一个圆轨道上， C错误；同步卫星的质量可 以不同， A正确 . 222Mm 2 vG m r mr T r( ) , 3rT 2 GM ,GMvr ,【 规律方法 】 同步卫星及其特点 相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星 . 同步卫星有如下特点： (1)同步卫星的运行方向与地球自转方向一致 . (2)同步卫星的运行周期与地球自转周期相同 ,T=24 h. (3)同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度 . (4)要与地球同步 ,卫星的轨道平面必须与赤道平面平行 ,又 由于向心力是万有引力提供的 ,万有引力必须在轨道平面上 , 所以同步卫星的轨道平面均在赤道平面上 ,即所有的同步卫 星都在赤道的正上方 . (5)同步卫星高度固定不变 由 得 也就是说 ,同步卫星必须定位于赤道的正上方 ,离地面的高 度约为 104 km.   22G M m 2m R hTRh ( ) ( )2 43 2G MTh R 3 6 10 k m4 ..   (6)同步卫星的环绕速度大小一定 :设其运行速度为 v,由于 所以 = 103 m/s.  22M m vGmRhRh , 2G M g RvR h R h  26679 8 6 4 10 m s6 4 10 3 6 10.. /..  四、发射速度 、 运行速度与宇宙速度的区别 ：是指被发射物在离开发射装置时的初速度 ，要发射一颗人造地球卫星 ， 发射速度不能小于第一宇宙速度 . (1)若发射速度大于 km/s， 而小于 km/s,卫星将环绕地球做椭圆轨道运动 . (2)若发射速度大于等于 km/s 而小于 km/s， 卫星将环绕太阳运动 . (3)若发射速度大于等于 km/s， 卫星将飞出太阳系 . ：是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆 周运动的线速度 ， 当卫星 “ 贴着 ” 地面运行时 ， 运行速度 等于第一宇宙速度 ， 根据 可知 ， 人造卫星距地面 越高 (即 r越大 )， 运行速度越小 . :三个宇宙速度分别是指发射的卫星成为近地卫 星 、 脱离地球引力和脱离太阳引力所需要的最小地面发射 速度 . GMvr 设地球质量为 M,卫星质量为 m,卫星到地心的距离为 r,卫星 做匀速圆周运动的线速度为 v,根据万有引力定律和牛顿第 二定律得 : 应用近地条件 r≈R(R 为地球半径 ),取 R=6 400 km, M=6 1024 kg,则 : 22Mm vGmrr ,GMvr .GMv 7 9 km sR . / .第一宇宙速度的另一种推导 : 在地面附近 ,万有引力近似等于重力 ,此力提供卫星做匀速 圆周运动的向心力 .(地球半径 R、 地面重力加速度 g已知 ) 由 得 2vm g m。