第二节万有引力定律的应用(二)

5．(单选Ⅰ)(学业水平测试)物体在地
面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫 “第一宇宙速度”，其大小为( A．7.9 km/s C．16.7 km/s )
A
B．11.2 km/s D．24.4 km/s
6．(2013年湛江学业水平模拟)不同国家
发射的地球同步卫星，相同的是(
A．周期
C．向心力
B．质量
第二节 万有引力定律应用（二）
<<狼图腾>>中狼的50句经典格言
４、追逐猎物仅仅靠猛跑是不够 的，尤其在对付大群猎物的时候，必 要的准备和步骤是获得成功的基础。 而谋划是实现这一切的唯一保障。
三百多前年牛 顿设想的人造卫 星原理
所 有 卫 星 的 轨 道 中 心 为 地 心
F1
F2
F
一、人造卫星和宇宙速度
A．与它们间的距离成正比 B．与它们间的距离成反比 C．与它们间距离的二次方成正比
D
D．与它们间距离的二次方成反比
(单选Ⅰ)(2014年广东学业水平测试)若
使空间探测器挣脱太阳引力的束缚，其发
射速度至少要达到(
A．环绕速度
D
)
B．第一宇宙速度
C．第二宇宙速度
D．第三宇宙速度
解析：当发射速度达到第三宇宙速度时，物体能脱离太阳 的引力范围，飞到太阳系以外的空间． 点评：理解三个宇宙速度的意义．
距离地面越高，环绕的( A．线速度越小
B．周期越大
AB
)
C．向心加速度越大 D．角速度越大
9 ．(多选）如图所示是 “嫦娥一号”奔月示 意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变 轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获， 成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说 法正确的是( )
A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度 B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量无关 C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力
基本思路： 由此可见，人造地球卫星运行遵 从的规律是：卫星绕地球做匀速圆 周运动，地球对卫星的万有引力提 供向心力.
Mm v 2 2 2 G 2 m mr mr ( ) r r T
2
1.设地球和卫星的质量分别为M、 m，卫星到 地心的距离为r，试计算卫星匀速运行的速度v。
若地球半径为R，卫星距地面高度h，则r=R+h；
(2)第二宇宙速度： 当物体的速度大于或等于 11.2km/s时，卫星就会脱离地 球的吸引，不在绕地球运行。 我们把这个速度叫第二宇宙速 度。达到第二宇宙速度的还受 到太阳的引力。
(3)第三宇宙速度：
如果物体的速度等于或大于 16.7km/s，物体就摆脱了太阳引 力的束缚，飞到太阳系以外的宇 宙空间去。这个速度叫第三宇宙 速度。
C
3．(单选Ⅰ)(广东学业水平考试)绕 地球做匀速圆周运动的人造卫星，其 向心力来源于( )
A．卫星自带的动力 B．卫星的惯性 C．地球对卫星的引力
D
D．卫星对地球的引力
4．(单选Ⅱ)(广东学业水平考试)卡 文迪许利用扭秤实验测量的物理量是
(
A．地球的半径
D
)
B．太阳的质量
C．地球到太阳的距离 D．万有引力常数
2、人造卫星的角速度、周期与半径的关系
（1）角速度：
GM 3 r
讨论：卫星距地心越远，它运行的角速度越
小。
（2）周期：
讨论：卫星距地心越远，它运行的周期越
大。
3、同步卫星
讨论与交流： ①要使同步卫星跟随 地球一起运动,那它的 轨道平面有什么要求? 周期应该怎么确定? ②同步卫星离地的高 度h又是怎么确定的？
D．线速度
A
)
7 ．(2012年广东学业水平模拟)关于绕地 球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确
的是(
A.轨道半径越大，线速度越大
D
)
B.轨道半径越大，向心加速大
D.轨道半径越大，周期越大度越大 C.轨道半径越大，角速度越大
8．(双选，2014年广东学业水平考试)环
绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，
讨论： （1）卫星距地心越远，它运行的速度越慢。 （2）靠近地面运动的卫星匀速的运行速度是最 大的速度。
近地面卫星做匀速圆周运动的速度是多少呢？
对于靠近地面的卫星，可以认为此时的 r 近似等于地球半径R，把r用地球半径R代入， 可以求出：
(1)这就是人造地球卫星在地面附近绕地球 做匀速圆周运动所必须具有的最低发射速度， 叫做第一宇宙速度。
所谓地球同步卫星是指相对于地面静 止的人造卫星，只能在赤道平面，它的周 期T＝２４ｈ。
因为v、ω、T与轨道半径r一一对应，同步卫 星与地球的周期相同都是24小时，设r=h+R （R 为地球半径、h为离地面高度）所以
知道同步卫星离地面的高度是一个定值
Mm 2 2 G m( ) ( R h ) 2 ( R h) T
解析：所有地球同步卫星都定点在赤道上空，且都在同一 轨道运动，运动的角速度、周期都相同，周期等于地球自转周 期．点评：同步卫星定点在赤道上空，与地球自转同步．
C
(单选Ⅰ)我国2005年发射的“神舟六号” 载人飞船，与“神舟五号”飞船相比，它在 更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图 所示，下列说法中正确的是( ) A．“神舟六号”的速度较小 B．“神舟六号”的速度与 “神舟五号”的相同 C．“神舟六号”的周期更短 D．“神舟六号”的周期与“神舟五号”的 相同
Mm G 2 mg R
h
3
gR T 7 R 3.6 10 (m) 36000 (km) 2 4
2
2
课堂小结：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对
卫星的万有引力提供向心力
(单选Ⅰ)(2013年学业水平测试)牛顿发 现的万有引力定律是科学史上最伟大的定 律之一，在天体运动中起着决定性作 用．万有引力定律告诉我们，两物体间的 万有引力( )
BC
作业：
课本：P55练习5 资料：P5213
(单选Ⅱ)宇宙飞船在半径为R1的轨道 上运行，变轨后的半径为R2，R1>R2.宇 宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨 后宇宙飞船的( A．线速度变小
D
)Fra Baidu bibliotek
B．角速度变小
C．周期变大
D．向心加速度变大
(单选Ⅰ)关于地球同步卫星，下列说法 不正确的是( ) A．它的周期与地球自转周期相同 B．它的周期、高度、角速度都是一定的 C．我们国家发射的同步通讯卫星可以定点 在北京上空 D．我国发射同步通讯卫星必须定点在赤道 上空