1、5宇宙航行1第一宇宙速度：表達式為_或_，大小為_，它是衛星最大的環繞速度，也是衛星最小的發射速度. (環繞速度：指衛星進入軌道后繞地球做勻速圓周運動的速度)2第二宇宙速度：也叫脫離速度，大小為_，它表示當發射速度等于或大于此速度時，物體就會克服地球的引力，永遠離開地球16.7 km/s3第三宇宙速度：也叫逃逸速度，大小為_，它表示當發射速度等于或大于此速度時，物體就會掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外7.9 km/s11.2 km/s4通信衛星繞地球赤道運轉，其周期與地球周期相同，這種衛星稱為同步衛星從地面上看，此衛星像是懸在高空中靜止不動有關同步衛星的敘述，正確的是()DA它的位置太高，不會

2、受地球引力的作用，所以能懸在高空靜止B它受到太陽的引力恰好等于地球對它的引力C它受到月亮的引力恰好等于地球對它的引力D它受到地球的引力恰好等于它繞地球做勻速圓周運動的向心力解析：同步衛星在軌道內只受地球對它的萬有引力作用，且用以提供它做圓周運動的向心力，D 對知識點1宇宙速度美國有部電影叫光速俠，是說一個叫 Daniel Light 的家伙在一次事故后，發現自己擁有了能以光速奔跑的能力根據所學物理知識分析，如果光速俠要以光速從紐約跑到洛杉磯救人，可能實現嗎？ 圖 651提示：不可能實現當人或物體以大于第一宇宙速度的速度在地表運動時，會脫離地表，到達外太空，即在地表運動的速度不能超過 7.9 k

3、m/s.1第一宇宙速度：物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度設地球的質量為 M、半徑為 r，則其大小為 v7.9 km/s，它是地球人造衛星的最小發射速度和最大環繞速度2第二宇宙速度：當發射物體的速度等于或大于 11.2 km/s 時，物體會掙脫地球的引力，不再繞地球運行，我們把這個速度叫做第二宇宙速度3第三宇宙速度：發射速度達到第二宇宙速度的物體雖然掙脫了地球引力的束縛，但還受到太陽引力的作用，要使物體掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外，必須使發射速度等于或大于 16.7 km/s，這個速度叫做第三宇宙速度【例1】若取地球的第一宇宙速度為 8 km/s，某行星的質量是地球的

4、 6 倍，半徑是地球的 1.5 倍，這行星的第一宇宙速度約為()A. 16 km/sB32 km/sC. 4 km/sD2 km/s【觸類旁通】1.關于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是()AA.第一宇宙速度又叫環繞速度B.第一宇宙速度又叫脫離速度C.第一宇宙速度跟地球的質量無關D.第一宇宙速度跟地球的半徑無關知識點2人造地球衛星探索宇宙的奧秘，奔向廣闊的太空，是人類自古以來的夢想，人類是借助于火箭完成飛向太空的壯舉的我國首個空間實驗室“天宮一號”于 2011 年9 月29 日發射升空按計劃與“神舟”八號、“神舟”九號和“神舟”十號進行無人和人工對接，實現我國航天器空間對接技術“神舟”八號于

5、 2011 年 11 月 1 日凌晨發射，這次發射的主要任務是與“天宮一號”對接圖 652圖 653討論：蘇聯“神舟”五號楊利偉(1)1957 年 10 月 4 日，_發射了第一顆人造地球衛星(2)2003 年 10 月 15 日，我國的_宇宙飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，把我國第一位航天員_送入太空，成為繼蘇聯、美國后，第三個依靠自己的力量將宇航員送上太空的國家1人造地球衛星的軌道：衛星繞地球做勻速圓周運動時，由地球對它的萬有引力提供向心力，地球對衛星的萬有引力指向地心而做勻速圓周運動的物體的向心力時刻指向它所做圓周運動的圓心因此衛星繞地球做勻速圓周運動的圓心必與地心重合這樣就存在三類人造

6、地球衛星軌道(如圖 654 所示)：(1)赤道軌道：衛星的軌道在赤道平面上，衛星始終處于赤道上方(2)極地軌道：衛星軌道平面與赤道平面垂直，衛星通過兩極上空(3)一般軌道：衛星軌道和赤道成一定的角度圖 6542人造地球衛星的最小周期：人造地球衛星的周期與軌道半徑的關系為T2.由此可知，衛星的軌道半徑 r 越大，周期 T 越大顯然，衛星以第一宇宙速度在地球表面附近繞地球運動時的周期最小，最小周期約為 84.8 min. 3人造地球衛星的運行速度和發射速度的區別：度指的是人造地球衛星在軌道上運行時的速度，其大小隨軌道半徑的增大而減小，所以衛星的運行速度 v7.9 km/s.但由于人造地球衛星在發射

7、過程中要克服地球引力做功，勢能增大，所以將衛星發射到離地球越遠的軌道上，在地面所需要的發射速度越大，衛星的最小發射速度為 7.9 km/s.4人造地球衛星的超重與失重：(1)發射和回收階段：衛星發射加速上升的過程和衛星回收進入大氣層減速下降的過程中，都具有向上的加速度，這時發生超重現象(2)沿圓軌道正常運行：衛星進入圓軌道正常運行以后，只受重力，向心加速度為 g，衛星及衛星上的任何物體都處于完全失重狀態凡是應用重力原理制成的儀器(天平、水銀氣壓計等)在衛星中都不能正常使用，凡是與重力有關的實驗在衛星中都無法進行5地球同步衛星：(1)同步衛星：與地球同步轉動，又稱靜止衛星(相對于地球表面靜止不動

8、)或通信衛星(2)同步衛星的特點：周期 T、角速度與地球自轉的周期和角速度相同，T24 h.軌道確定：因為、T 與地球自轉的、T 相同，又在做勻速圓周運動，所以只能在赤道面上同地球自轉同步(Rh)m 2 (Rh)，式中的如圖 655 所示，假設衛星在軌道 B 跟著地球的自轉同步地做勻速圓周運動，衛星運動的向心力由地球對它的引力 F引的一個分力 F1 提供，由于另一個分力 F2 的作用將使衛星靠向赤道；故只有在赤道上空，同步衛星才可能在穩定的軌道上運行，因此，所有的同步衛星只能在赤道的正上方，且在一定高度處因為GMm242TR 為地球半徑，h 為衛星離地面的高度，經計算得 h3.6104 km.

9、圖 655【例2】(雙選)下列關于地球同步衛星的說法，正確的是()A為避免通信衛星在軌道上相撞，應使它們運行在不同的軌道上B通信衛星定點在地球赤道上空某處，所有通信衛星的周期都等于地球的自轉周期C不同國家發射通信衛星的地點不同，這些衛星的軌道不一定在同一平面上D不同通信衛星運行的線速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的解析：通信衛星為同步衛星，地球同步衛星都在同一軌道上，且相對靜止，A 錯誤，D 正確；同步衛星的運行周期與地球的自轉周期一致，B 正確，C 錯誤答案：BD【例3】在天體演變的過程中，紅巨星發生“超新星爆炸”后，可以形成中子星(電子被迫同原子核中的質子相結合而形成中子)，中子星具

10、有極高的密度若已知某中子星的密度為 1017kg/m3，該中子星的衛星繞它做圓軌道運動，試求該中子星的衛星運行的最小周期(引力常量 G6.671011Nm2/kg2)【觸類旁通】2人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動，其速率()A一定等于 7.9 km/sBB等于或小于 7.9 km/sC一定大于 7.9 km/sD介于 7.9 km/s 和 11.2 km/s 之間解析：第一宇宙速度為 7.9 km/s，是衛星繞地球做勻速圓周運動的最大運行速度3地球的半徑為 R0，地球表面的重力加速度為 g，一個質量為 m 的人造衛星，在離地面高度為 hR0 的圓形軌道上繞地球運行，則()答案：A衛星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系【例4】人造地球衛星在運行中，由于受到稀薄大氣的阻力作用，其運動軌道半徑會逐漸減小，在此過程中，以下說法錯誤的是()A衛星的速率將增大B衛星的周期將增大C衛星的向心加速度將增大D衛星