2020高考物理卫星运行规律与宇宙速度(解析版)pdf打印版.pdfVIP

学 海 无 涯 2020 年高考物理备考微专题精准突破 专题2.7 卫星运行规律与宇宙速度 【专题诠释】 卫星运行规律及特点 1．卫星的轨道 (1)赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内，同步卫星就是其中的一种． (2)极地轨道：卫星的轨道过南北两极，即在垂直于赤道的平面内，如极地气象卫星． (3)其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道，且轨道平面一定通过地球的球心． 2 ．地球同步卫星的特点：六个“一定” 3 ．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律 4 ．解决天体圆周运动问题的两条思路 Mm (1)在中心天体表面或附近而又不涉及中心天体自转运动时，万有引力等于重力，即G R2 ＝mg ，整理得GM 2 ＝gR ，称为黄金代换．(g 表示天体表面的重力加速度) (2)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 2 2 Mm v 4π r 2 G ＝m ＝mrω ＝m ＝ma . r2 r T2 n 1 学 海 无 涯 宇宙速度的理解与计算 1．第一宇宙速度的推导 Mm v2 GM 1 方法一：由G ＝m 得v ＝ ＝7.9×103 m/s. R2 R 1 R 2 v1 方法二：由mg ＝m 得v ＝ gR ＝7.9×103 m/s. R 1 第一宇宙速度是发射地球人造卫星的最小速度，也是地球人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最 R 短，Tmin ＝2π ≈85 min. g 2 ．宇宙速度与运动轨迹的关系 (1)v 发＝7.9 km/s 时，卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动． (2)7.9 km/s＜v 发＜11.2 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆． (3)11.2 km/s≤v 发＜16.7 km/s，卫星绕太阳做椭圆运动． (4)v 发≥16.7 km/s ，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间． 【高考领航】 【2019·江苏高考】1970 年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道 绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v 、v ，近地点到地心的距离为r ，地球质 1 2 量为M ，引力常量为G。则( ) GM GM A ．v >v ，v ＝ B ．v >v ，v > 1 2 1 1 2 1 r r GM GM C ．v <v ，v ＝ D ．v <v ，v > 1 2 1 1 2 1 r