2025届高三物理一轮复习精品课件第四章曲线运动万有引力与宇宙航行第5讲人造卫星宇宙速度

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1.掌握卫星运动的规律，会分析卫星运行时各物理量之间的关系。 2.理解三种宇宙速度，并会求解第一宇宙速度的大小。
1.天体(卫星)运行问题分析将天体或卫星的运动看成__________运动，其所需向心力由__________提供。
2.人造卫星(1)极地卫星：运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。(2)近地卫星：轨道在地球表面附近的卫星，其轨道半径r≈R(地球半径)，运行速度______第一宇宙速度v＝7.9 km/s(人造地球卫星的最大运行速度)，周期T＝85 min(人造地球卫星的最小周期)。
1.思考判断(1)同一中心天体的两颗行星，公转半径越大，向心加速度越大。( )(2)同一中心天体质量不同的两颗行星，若轨道半径相同，速率不一定相等。( )(3)近地卫星的周期最小。( )(4)极地卫星通过地球两极，且始终和地球某一经线平面重合。( )(5)不同的同步卫星的质量不一定相同，但离地面的高度是相同的。( )(6)月球的第一宇宙速度也是7.9 km/s。( )(7)同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。( )
考点一　卫星运动参量的分析
1.人造卫星运行轨道卫星运行的轨道平面一定通过地心，一般分为赤道轨道、极地轨道和其他轨道，同步卫星的轨道是赤道轨道。如图1所示。
例1 (2022·广东卷，2)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是(　　)A.火星公转的线速度比地球的大B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小
角度　　卫星运动参量与半径的关系
1.(2023·广东卷，7)如图2(a)所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图(b)所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是(　　)
例2 如图3所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为同步卫星，d为高空探测卫星，a向为他们的向心加速度，r为它们到地心的距离，T为它们的运动周期，l、θ分别为相同时间内转过的弧长和转过的圆心角，则下列图像正确的是(　　)
角度　　同步卫星、近地卫星和赤道上物体的运行问题
规律总结　近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较
2.宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v发＝7.9 km/s时，卫星绕地球表面做匀速圆周运动。(2)7.9 km/s＜v发＜11.2 km/s时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。(3)11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s时，卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆。(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。
对点练1　卫星运动参量的分析1.(2023·天津卷，1)运行周期为24 h的北斗卫星比运行周期为12 h的(　　)A.加速度大B.角速度大C.周期小D.线速度小
2.(2023·江苏卷，4)设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是(　　)A.质量B.向心力大小C.向心加速度大小D.受到地球的万有引力大小
3.如图1所示，a、b、c三颗卫星在各自的轨道上绕地球做匀速圆周运动，轨道半径ra