第5節宇宙航行[學考報告]知識內容宇宙航行考試要求必考加試c基本要求1.了解人造地球衛星的最初構想2．會分析人造地球衛星的受力和運動情況3．知道三個宇宙速度的含義和數值，會推導第一宇宙速度發展要求1.會解決涉及人造地球衛星運動的較簡單的問題2．感受人類對客觀世界不斷探究的精神和情感說明1.不要求掌握人類進行宇宙航行的有關史實2．不要求掌握有關黑洞的知識3．不要求掌握氣象衛星觀測系統的工作原理4．不要求計算與引力勢能有關的問題知識點一宇宙速度[基礎梳理]宇宙速度數值意義第一宇宙速度________這是衛星繞地球做圓周運動的最小發射速度，若7.9km/s≤v<11.2km/s，物體繞___________運行(環繞速度)第二宇宙速度________這是物體掙脫地球引力束縛的最小發射速度，若11.2km/s≤v<16.7km/s，物體繞___________運行第三宇宙速度________這是物體掙脫太陽引力束縛的最小發射速度，若v≥16.7km/s，物體將脫離太陽引力束縛在___________運行7.9km/s地球11.2km/s太陽16.7km/s宇宙空間說明：(1)關于第一宇宙速度有三種說法：第一宇宙速度是發射人造地球衛星所必須達到的___________速度，是衛星的最大環繞速度，也是近地衛星的環繞速度。(2)若人造行星的發射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s(如圖1所示)，則衛星______________的軌跡為橢圓；若發射速度等于或大于11.2km/s時，衛星就會脫離地球的引力，不再繞地球運行；若人造衛星的發射速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，衛星繞___________的軌跡為橢圓，成為一顆人造行星；如果發射速度大于或等于16.7km/s，衛星將掙脫太陽引力的束縛，飛到___________以外的空間。最小繞地球運動太陽運動太陽系【例1】

以下關于宇宙速度的說法中正確的是(

) A．衛星繞地球做圓軌道運行的速度都是第一宇宙速度

B．衛星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度是第二宇宙速度

C．第一宇宙速度是人造地球衛星做圓軌道運動的最大運行速度

D．地球上的物體無論以多大的速度發射都不可能脫離太陽的束縛[典例精析][即學即練]1．人造地球衛星：

(1)概念：如圖2所示，當物體的___________足夠大時，它將會圍繞___________旋轉而不再落回地面，成為一顆繞地球轉動的人造衛星。知識點二人造地球衛星的運動特點[基礎梳理]初速度地球 (2)運動規律：一般情況下可認為人造衛星繞地球做___________運動。

(3)向心力來源：人造地球衛星的向心力由_____________________提供。2．所有衛星的軌道平面均過___________。勻速圓周地球對它的萬有引力地心小小小大【例2】

如圖3所示，在同一軌道平面上的幾顆人造地球衛星A、B、C，下列說法正確的是(

)[典例精析]2．(2016·9月金華十校聯考)2012年9月我國采用一箭雙星的方式發射了“北斗導航衛星系統”(BDS)。系統中的兩顆圓軌道半徑均為21332km的“北斗－M5”和“北斗－M6”衛星，其軌道如圖4所示。兩顆衛星的運動均可視為勻速圓周運動，下列說法正確的是(

)[即學即練]A．兩顆衛星繞地球運行的向心加速度大小相等B．兩顆衛星繞地球的運行速率均大于7.9km/sC．北斗－M5繞地球的運行周期大于地球的自轉周期D．北斗－M6繞地球的運行速率大于北斗－M5的運行速率 1984年4月8日，我國成功地發射了一顆地球同步通訊衛星，8天后定位于東經125°的赤道上空。相對于地面靜止的、跟地球自轉同步的人造衛星叫作地球同步衛星，它的主要用途是通信，又稱為通信衛星。同步衛星有以下幾個特點。1．周期一定：它的運動周期等于地球自轉的周期T＝24h。2．角速度一定：同步衛星繞地球運動的角速度等于地球自轉的角速度。知識點三同步衛星[基礎梳理]6．向心加速度大小一定：由于所有同步衛星到地心的距離相等，所以，它們繞地球運動的向心加速度大小都相等，a≈0.23m/s2。7．軌道一定

(1)因為同步衛星相對于地球靜止，繞行方向與地球自轉方向相同，只能在赤道的正上方。

(2)由于同步衛星的周期、角速度、線速度是確定的，故軌道半徑也是確定的。 注意(1)所有同步衛星的周期T、軌道半徑r、環繞速度v、角速度ω及向心加速度a的大小均相同。

(2)所有國家發射的同步衛星的軌道都與赤道為同心圓，它們都在同一軌道上運動且都相對靜止。【例3】

我國“中星11號”商業通信衛星是一顆同步衛星，它定點于東經98.2度的赤道上空，關于這顆衛星的說法正確的是(

) A．運行速度大于7.9km/s B．離地面高度一定，相對地面靜止

C．繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度小

D．向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等[典例精析]3．(2016·9月紹興適應性考試)我國衛星移動通信系統首發星，被譽為中國版海事衛星的天通一號01星，在2016年8月6日在西昌衛星發射中心順利升空并進入距離地球約三萬六