高中物理必修二_人造卫星同步卫星(课堂PPT)
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2021学年高一下学期物理人教版(教材)必修第二册PPT-7.4宇宙航行
2.第二宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够克服地球的引力，永远离开地球所需 的最小发射速度，其大小为11.2 km/s.当发射速度7.9 km/s<v0<11.2 km/s时， 飞行器绕地球运行的轨道是椭圆，且在轨道不同点速度大小一般不同. 3.第三宇宙速度 在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外 的最小发射速度，其大小为16.7 km/s.
例2 (多选)第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运 动的速度，则有 A.被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大 B.被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大
√C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关 √D.第一宇宙速度与地球的质量有关
解析 第一宇宙速度 v＝ GRm地，与地球的质量 m 地有关，与被发射物体 的质量无关，故选项 C、D 正确.
总结提升
近地卫星、极地卫星和月球 1.近地卫星：地球表面附近的卫星，r≈R；线速度v≈7.9 km/s、周期T ＝2πvR ≈85 min，分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大速度和最 小周期. 2.极地卫星：轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星，运行时 能到达南北极上空. 3.月球绕地球的公转周期T＝27.3天，月球和地球间的平均距离约38万 千米，大约是地球半径的60倍.
例3 (多选)(2019·佛山一中高一下期中)下列关于同步卫星的说法正确
的是
√A.一定位于赤道正上空
B.为了避免相撞，应该与其他国家的同步卫星在不同的轨道上运行
C.发射速度小于7.9 km/s
√D.运行速度小于7.9 km/s
解析 同步卫星定点在地球赤道上空某处，距地面的高度相同，即所 有的同步卫星在同一轨道上，周期都与地球自转周期相同，故A正确， B错误； 卫星发射速度在7.9 km/s到11.2 km/s之间，故C错误； 卫星运动的轨道半径越小，运行的速度越大，当轨道半径接近地球半 径R时运行速度最大，为第一宇宙速度7.9 km/s，同步卫星的轨道半径 大于地球的半径，故同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度7.9 km/s， 故D正确.
高中物理必修二第六章复习ppt课件
第六章 万有引力定律与航天
单元复习
精选PPT课件
1
本章知识结构
一、行星的运动
二、万有引力定律内容 及应用
三、人造卫星及宇宙速度
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2
一、行星的运动
1.地心说和日心说 2.开普勒三定律
开普勒第一定律（轨道定律） 开普勒第二定律（面积定律） 开普勒第三定律（周期定律）
精选PPT课件
3
一、行星的运动
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
精选PPT课件
22
三、同步卫星（通讯卫星）
1.特点：
精选PPT课件
23
1.特点(轨道平面与赤道面重合)
①定周期（频率、转速）（与地球自转的周期相同， 即T=24h） ②定高度（到地面的距离相同，即h=3.6×107m） ③定在赤道的正上方某点（相对于地球静止）。 ④定线速度大小（即V=3.1 × 103m/s） ⑤定角速度（与地球自转的角速度大小） ⑥定向心加速度大小
应特别注意字母的规范、大小写 问题；应区分中心天体、环绕天 体；球体半径、轨道半径等问题。
精选PPT课件
11
（4）估算天体的质量和密度
解题思路：
1.一般只能求出中心天体质量及密度
2.应知道球体体积公式及密度公式 3.注意黄金代换式的运用 4.注意隐含条件的使用，比如近地飞 行等，没有环绕天体可假设。
1.内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的， 两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成 正比，跟它们距离的平方成反比。
2.公式: F=Gm1m2/r2
3.引力常量：G=6.67×10－11Nm2/kg2， 数值上等于两个质量均为1kg的物体相 距1m时它们之间的相互吸引力。
单元复习
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1
本章知识结构
一、行星的运动
二、万有引力定律内容 及应用
三、人造卫星及宇宙速度
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2
一、行星的运动
1.地心说和日心说 2.开普勒三定律
开普勒第一定律（轨道定律） 开普勒第二定律（面积定律） 开普勒第三定律（周期定律）
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3
一、行星的运动
V3=16.7km/s V2=11.2km/s
地球
V1=7.9km/s
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22
三、同步卫星（通讯卫星）
1.特点：
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23
1.特点(轨道平面与赤道面重合)
①定周期（频率、转速）（与地球自转的周期相同， 即T=24h） ②定高度（到地面的距离相同，即h=3.6×107m） ③定在赤道的正上方某点（相对于地球静止）。 ④定线速度大小（即V=3.1 × 103m/s） ⑤定角速度（与地球自转的角速度大小） ⑥定向心加速度大小
应特别注意字母的规范、大小写 问题；应区分中心天体、环绕天 体；球体半径、轨道半径等问题。
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11
（4）估算天体的质量和密度
解题思路：
1.一般只能求出中心天体质量及密度
2.应知道球体体积公式及密度公式 3.注意黄金代换式的运用 4.注意隐含条件的使用，比如近地飞 行等，没有环绕天体可假设。
1.内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的， 两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成 正比，跟它们距离的平方成反比。
2.公式: F=Gm1m2/r2
3.引力常量：G=6.67×10－11Nm2/kg2， 数值上等于两个质量均为1kg的物体相 距1m时它们之间的相互吸引力。
宇宙速度课件—【新教材】人教版高中物理必修第二册
C 她的线速度大小 ( 4 km/s
B.
D．地球的第一宇宙速度将略变小
)
(1)卫星绕地球沿椭圆轨道运行时，地心是椭圆的一个焦点，其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律。
A．等于 7.9 km/s C．“天宫”一号比“神舟”八号角速度大
在地面附近发射飞行器，使之能够脱离太阳的引力作用飞到太阳系以外所需的最小发射速度，称为第三宇宙速度，其大小为16.
2．第二宇宙速度(脱离速度)
92．km第/s二<v宇D<宙11．速. 度所(脱离有速度地) 球同步卫星受到的向心力大小一定相等
练习1：我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”.
7 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动
(3)人造地球卫星的三种轨道：
3．近年来，自然灾害在世界各地频频发生，给人类带来巨大损失。
例2：(多选)下列关于同步卫星的说法正确的是（AD ）
A.一定位于赤道正上空 B.为了避免相撞，应该与其他国家的同步卫星在不同的轨道 上运行 C.发射速度小于7.9 km/s D.运行速度小于7.9 km/s
练习2：如图3所示，中国北斗卫星导航系统是中国自行研制 的全球卫星导航系统.其中有静止轨道同步卫星和中轨道地 球卫星.已知中轨道地球卫星的轨道高度为5 000～15 000 km， 则下列说法正确的是（ C ） A.中轨道地球卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度 B.上述两种卫星的运行速度可能大于7.9 km/s C.中轨道地球卫星绕地球一圈的时间小于24小时 D.静止轨道同步卫星可以定位于北京的上空
D．“天宫”一号比“神舟”八号加速度大
B．介于 7.9 km/s 9 km/s的速度抛出的物体可能落在A点
A．所有地球同步卫星一定在赤道上空
人教版高中物理必修二课件65宇宙航行1
造地球卫星，下列说法正确的是
( )．
A．根据v ＝ gr，可知v A＜v B＜v C B．根据万有引力定律，可知F A＞F B＞F C C ．角速度ω A＞ω B＞ω C D．向心加速度aA＜aB＜aC
图6－5－3
解析 同一轨道平面内的三颗人造地球卫星都绕同一中心 天体(地球)做圆周运动，根据万有引力定律 GMr 2m ＝m vr2，得
图6－5－1
2．原理
一般情况下可认为人造地球卫星绕地球做 _匀__速__圆__周__运动，
向心力由地球对它的
_万__有__引__力__提供，即
G
Mm r2
＝
v2 mr
，则
卫星在轨道上运行的线速度 v ＝
GM r.
思考1：卫星离地面越高，其线速度是越大还是越小？
提示： 由 v ＝
GM可知，卫星离地面越高，线速度越小． r
2.关于宇宙速度，下列说法正确的是
( )．
A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小
发射速度
B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
C ．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速
度
D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度
答案 A
3．关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是 ( )． A．第一宇宙速度又叫环绕速度 B．第一宇宙速度又叫脱离速度 C．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D．第一宇宙速度跟地球的半径无关
Mm G r2
?? ? ? ＝? ?
ma v2
mr
mrω
2
? 4π2
??mr T2
? ? ?
a
＝GrM2 ?r
越大，
a
越小?
2023学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行微专题四天体运动的三类问题课件新人教版必修第二册
【答案】
C
【方法技巧】
卫星变轨问题中各物理量大小的判断
(1)同一椭圆轨道上不同点：离中心天体越远，线速度、角速度越
小．简记：“近快远慢”．
(2)不同轨道上同一点：外侧轨道的线速度、角速度更大．简记：
“外快内慢”．
(3)不同椭圆轨道上的不同点：轨道半径越大，线速度、角速度越小、
周期越大．简记：“越高越慢”．
2．稳定运行
卫星绕天体稳定运行时，万有引力提供了卫星做匀速圆周运动的向
Mm
v2
心力，即G 2 ＝m .
r
r
3．变轨运行
v2
当卫星由于某种原因，其速度v突然变化时，F引和m 不再相等，会
r
出现以下两种情况：
Mm
v2
(1)当卫星的速度突然增大时，G 2 ＜m ，即万有引力不足以提供
r
r
向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大．当
微专题四
天体运动的三类问题
课标要求
1.理解人造卫星的发射过程，知道变轨问题的分析方法．(科学思维)
2．知道同步卫星、近地卫星、赤道上物体的特点，并会对描述它们
运动的物理量进行比较．(科学思维)
3．会利用所学知识分析天体中的相遇问题．(科学思维)
关键能力·合作探究
评价检测·素养达成
关键能力·合作探究
C．飞船从原轨道加速至一个较低轨道，再减速追上空间站对接
D．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站对接
【答案】 D
【解析】 当飞船加速时，引力不足以提供向心力，飞船会做离心运动，飞到
较高的轨道，飞船不能追上轨道空间站；所以需减速到较低轨道，追上空间站后，
再加速上升到较高轨道．
C
【方法技巧】
卫星变轨问题中各物理量大小的判断
(1)同一椭圆轨道上不同点：离中心天体越远，线速度、角速度越
小．简记：“近快远慢”．
(2)不同轨道上同一点：外侧轨道的线速度、角速度更大．简记：
“外快内慢”．
(3)不同椭圆轨道上的不同点：轨道半径越大，线速度、角速度越小、
周期越大．简记：“越高越慢”．
2．稳定运行
卫星绕天体稳定运行时，万有引力提供了卫星做匀速圆周运动的向
Mm
v2
心力，即G 2 ＝m .
r
r
3．变轨运行
v2
当卫星由于某种原因，其速度v突然变化时，F引和m 不再相等，会
r
出现以下两种情况：
Mm
v2
(1)当卫星的速度突然增大时，G 2 ＜m ，即万有引力不足以提供
r
r
向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大．当
微专题四
天体运动的三类问题
课标要求
1.理解人造卫星的发射过程，知道变轨问题的分析方法．(科学思维)
2．知道同步卫星、近地卫星、赤道上物体的特点，并会对描述它们
运动的物理量进行比较．(科学思维)
3．会利用所学知识分析天体中的相遇问题．(科学思维)
关键能力·合作探究
评价检测·素养达成
关键能力·合作探究
C．飞船从原轨道加速至一个较低轨道，再减速追上空间站对接
D．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站对接
【答案】 D
【解析】 当飞船加速时，引力不足以提供向心力，飞船会做离心运动，飞到
较高的轨道，飞船不能追上轨道空间站；所以需减速到较低轨道，追上空间站后，
再加速上升到较高轨道．
宇宙航行(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
五、举世瞩目的成绩
天问一号
空间实验室
六、中国航天之父——钱学森
钱学森，世界著名科学家，空气动力学家，中 国载人航天奠基人，“中国科制之父”和“火 箭之王”，由于钱学森回国效力，中国导弹、 原子弹的发射向前推进了至少20年。
曾任美国麻省理工学院和加州理工学院教授。 1950年钱学森回国受阻，并受美国方面监禁， 1955年，在毛泽东主席和周恩来总理的争取 下回到中国。
B．b卫星与地心D连．线著名在的单“月位—地时检间验”是扫在过已知的引力常量的数值后才进行的
面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积
C．b、c卫星轨道半径的三次方与运行周期平方之比相等
D．a卫星的运行周期等于d卫星的运行周期
【参考答案】C
课堂练习
【练习6】（多选）我国北斗三号导航卫星共有三种卫星，地面静止轨道
卫星P、倾斜同步轨道卫星Q、中圆轨道卫星M。卫星P与Q的轨道高度相同， M的轨道半径为Q的轨道半径的 3 ，则下列说法正确的是（ ）
5
A．卫A星．在P国、际Q单运位行制中的，线引力关速常于度量引在力相数常同值量上，等下于列两说个法质正量确是的1是kg（的质点）相距1m时万有引力的大小 B．卫星P、Q运C．行计的算不周B．同期在物不体相同间同的相单互位作制用中的，万引有力引常力量时的，数引值力是常相量同的的值是不同的
D．著名的“月—地检验”是在已知引力常量的数值后才进行的
B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D．随飞船运动所需向心力的大小大于在地球表面上所受引力的大小
课堂练习
【练习2】卫星定位导航系统使人们可以更顺利地到达目的地，我国“北
宇宙航行(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
新课讲授
一、宇宙速度
5. 第三宇宙速度：
达到第二宇宙速度的飞行器还无 法脱离太阳对它的引力。在地面附近 发射飞行器，如果要使其挣脱太阳引 力的束缚，飞到太阳系外，必须使它 的速度等于或大于 16.7 km/s， 这个 速度叫作第三宇宙速度。
新课讲授
二、人造地球卫星
1.我国的发射的卫星
1970年4月24日，我国第 一颗人造地球卫星“东方红1号 ”发射成功，开创了中国航天 史的新纪元。
v＝7.9 km/s是最小的发射速度
新课讲授
(3)第一宇宙速度的理解：
②“ 最大环绕速度” ：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由
GMr2m＝m
v2可 r
得 v＝ GM，轨道半径越小，线速度越大，所以在这些卫星中，第一宇宙速度是所有环绕地球做匀速圆周运 r
动的卫星的最大环绕速度。
1 9
，火星的半径约为地球半径的
1 2
。下列关于火星探
测器的说法中正确的是（ CD ）
A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可
B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以
C．发射速度应大于等于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度
D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球第一宇宙速度的
2 3
课堂练习
【答案】CD
【详解】ABC．火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，但还在太阳系内，发射速度应大于等于第
2
3 ，D 正确。
故选 CD。
课堂练习
4．地球同步卫星离地心的距离为 r，运行速率为 v1，向心加速度为 a1，地球赤道上的物体
随地球自转的向心加速度为 a2，地球的第一宇宙速度为 v2，半径为 R，则下列比例关系中
专题强化一：卫星变轨问题和双星问题—人教版高中物理必修二课件
√C.飞船先在比空间实验室轨道半径小的轨道上加速，加速
后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D.飞船先在比空间实验室轨道半径小的轨道上减速，减速
后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
√B.沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期
C.沿轨道 Ⅰ 运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度 D.在轨道 Ⅰ 上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
一、人造卫星的变轨问题
2.实例分析 (1)飞船对接问题 飞船与在轨空间站对接 先使飞船位于较低轨道上，然后让飞船合理地加速，使飞船沿 椭圆轨道做离心运动，追上高轨道飞船完成对接(如图甲所示). 注意：若飞船和空间站在同一轨道上，飞船加速时无法追上空 间站，因为飞船加速时，将做离心运动，从而离开这个轨道. 通常先使后面的飞船减速降低高度，再加速提升高度，通过适 当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度，如图乙.
D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
达标检测
1.(卫星变轨问题)2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播， 影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一 系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道 Ⅰ 上运行到远日点B变轨， 进入圆形轨道 Ⅱ.在圆形轨道 Ⅱ 上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳 束缚.对于该过程，下列说法正确的是 A.沿轨道 Ⅰ 运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道 Ⅱ
后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D.飞船先在比空间实验室轨道半径小的轨道上减速，减速
后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
√B.沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期
C.沿轨道 Ⅰ 运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度 D.在轨道 Ⅰ 上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
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一、人造卫星的变轨问题
2.实例分析 (1)飞船对接问题 飞船与在轨空间站对接 先使飞船位于较低轨道上，然后让飞船合理地加速，使飞船沿 椭圆轨道做离心运动，追上高轨道飞船完成对接(如图甲所示). 注意：若飞船和空间站在同一轨道上，飞船加速时无法追上空 间站，因为飞船加速时，将做离心运动，从而离开这个轨道. 通常先使后面的飞船减速降低高度，再加速提升高度，通过适 当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度，如图乙.
D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
第六章专题强化一：卫星变轨问题和 双星问 题—人 教版高 中物理 必修二 课件 (共17张PPT)
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达标检测
1.(卫星变轨问题)2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播， 影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一 系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道 Ⅰ 上运行到远日点B变轨， 进入圆形轨道 Ⅱ.在圆形轨道 Ⅱ 上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳 束缚.对于该过程，下列说法正确的是 A.沿轨道 Ⅰ 运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道 Ⅱ