第節4第三章萬有引力定律(王)

人造衛星

宇宙速度22022年6月5日，我國成功發射神舟十四號載人飛船，3名航天員進駐核心艙。假設神舟十四號在飛行的過程中繞地球沿圓軌道運行，地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，飛船繞地球運行的周期為T。(1)求飛船離地面的高度h；

(2)如圖所示，衛星A與神舟十四號載人飛船B的軌道在同一平面，已知衛星A運行方向與B相同，A的軌道半徑為B的2倍，某時刻A、B相距最近，則至少經過多長時間它們再一次相距最近？

設金星和地球繞太陽中心的運動是公轉方向相同且軌道共面的勻速圓周運動，金星在地球軌道的內側(稱為地內行星)。在某些特殊時刻，地球、金星和太陽會出現在一條直線上，這時候從地球上觀測，金星像鑲嵌在太陽臉上的小黑痣緩慢走過太陽表面。天文學稱這種現象為“金星凌日”。如圖9所示，2012年6月6日天空上演的“金星凌日”吸引了全世界數百萬天文愛好者。假設地球公轉軌道半徑為R，“金星凌日”每隔t0年出現一次，則金星的公轉軌道半徑為(

)1.(2023·江蘇卷)設想將來發射一顆人造衛星，能在月球繞地球運動的軌道上穩定運行，該軌道可視為圓軌道。該衛星與月球相比，一定相等的是A.質量B.向心力大小C.向心加速度大小D.受到地球的萬有引力大小基礎強化練C

能力綜合練B

C

C

尖子生選練D交流討論1.做勻速圓周運動的衛星運行的快慢與什么因素有關呢？2.有人根據

和認為

r

增加，v也增大。可根據當r增加，v卻減少，你怎么理解這個問題?3.為什么向高軌道發射衛星的發射速度大而運行速度小？（二）“與地球屬同軸轉動”類（一）“衛星做勻速圓周運動”類F萬=

F向地表的物體(人、車、房子)：F萬

=G+F向Rh高空的物體（上升的火箭、氣球、飛機）：F萬

=G+F向若題上未特殊說明，則忽略地球自轉：F萬=GF萬

=G若題上未特殊說明，則忽略地球自轉：一、復習2.第二宇宙速度v2=11.2km/s在地面附近發射飛行器，使之能夠脫離地球引力的束縛，永遠離開地球飛到太陽系，成為“人造小行星”所需的最小發射速度。3.第三宇宙速度v3=16.7km/s脫離太陽的束縛飛離太陽系的最小發射速度。1.第一宇宙速度v1=7.9km/s①使衛星能環繞地球運行所需的最小發射速度；②地球衛星最大的繞行速度/運行速度③近地衛星的繞行速度一、復習風云一號衛星獲取的遙感數據主要用于天氣預報和植被、冰雪覆蓋、洪水、森林火災等環境監測。北斗導航系統衛星北斗導航系統是全天候、全天時提供衛星導航信息的區域導航系統，中國自行研制生產的北斗衛星導航定位系統二、人造衛星的運行規律衛星圍繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力地心F萬

地心F萬地心F萬

地心地心

結論：人造衛星的圓軌道圓心一定與地心共點。（即二心重合）人造衛星的運行規律①衛星圍繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力高軌低速長周期②人造衛星的圓軌道圓心一定與地心共點。（即二心重合）③第一宇宙速度v1=7.9km/s使衛星能環繞地球運行所需的最小發射速度；地球衛星最大的繞行速度/運行速度；近地衛星的繞行速度三、近地衛星、同步衛星、極地衛星和月球1.近地衛星：衛星的做勻速圓周運動的軌道離地面很近，計算時軌道半徑可取地球半徑。

它們是繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛星的最小周期和最大線速度。②線速度大小/運行速率v≈7.9km/s

2.同步衛星一定在赤道上方嗎？（教材P72）地球同步衛星：軌道半徑約為地球半徑的6.6倍，離地面高度約36000km處，周期與地球自轉周期相同。其中一種的軌道平面與赤道平面成0度角，運動方向與地球自轉方向相同，因其相對地面靜止，也稱地球靜止衛星。地球靜止軌道衛星-----一定在赤道上方----用于通訊傾斜地球同步衛星----不一定在赤道上方赤道平面北南東西2.地球靜止軌道衛星相對于地面靜止的衛星叫地球靜止軌道衛星。特點一、周期和地球自轉周期相同T=24h特點二、只能在赤道平面內特點三、高度一定h=36000km

例、已知地球半徑為R=6400km，地球表面重力加速度為9.8m/s2。求靜止軌道衛星離地高度。貼近地面時的重力等于地球引力，即：解：地球對衛星引力提供向心力兩式聯立解得：Rh●赤道軌道和地球靜止軌道軌道平面與地球赤道平面重合，這種軌道稱為“赤道軌道”；若要求衛星運行時相對地面靜止，即和地球自轉具有相同的周期。這樣的衛星叫地球靜止軌道衛星。它的運行軌道稱為“地球靜止軌道”。地球靜止軌道衛星具有下列特點：①定軌道：地球靜止軌道衛星軌道只能在赤道平面內；②定周期：地球靜止軌道的周期等于地球自轉周期，即T=24h；③定高度：所有的地球靜止軌道衛星離地高度相等；④定速率：所有的地球靜止軌道衛星的運行速率相等。靜止軌道衛星與地球的關系小結：所有的地球靜止軌道衛星都在同一個軌道上運行，周期都等于地球的自轉周期，它們都位于赤道平面，以相同的角速度、線速度和周期與地球保持相對靜止做勻速圓周運動。3.極地衛星（1）衛星軌道通過地球兩極的上空，（2）可以觀測整個地球，應用于地球信息的采集。常叫間諜衛星或偵察衛星4.月球繞地球的公轉周期T=27.3天，月球和地球間的平均距離約38萬千米，大約是地球半徑的60倍。四、月球、地球同步衛星、近地衛星、赤道上的物體的比較

如圖所示是一張人造地球衛星軌道示意圖，其中圓軌道a、c、d的圓心均與地心重合，a與赤道平面重合，b與某一緯線圈共面，c與某一經線圈共面。下列說法正確的是