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人造卫星宇宙速度重点和难点人造卫星的分析知识要点分析

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人造卫星宇宙速度重点和难点人造卫星的分析知识要点分析3.4人造卫星宇宙速度重点和难点人造卫星的分析知识要点分析天体的运动是指由于受到中心天体的万有引力作用,绕中心天体所做的匀速圆周运动。它的特点是万有引力提供向心力:2.天体质量M、平均密度ρ的估算:测量出其它天体绕中心天体圆运动的半径R和周期T,若中心天体的半径为R0,则∴中心天体质量中心天体密度重力是地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。由于地球自转,地面上的物体随地球一起做匀速圆周运动,其旋转中心是地轴上的某点。旋转时所需向心力由万有引力的一个分力提供,另一个分力就是重力。但重力和万有引力差别很小,一般可认...

人造卫星宇宙速度重点和难点人造卫星的分析知识要点分析
3.4人造卫星宇宙速度重点和难点人造卫星的分析知识要点分析天体的运动是指由于受到中心天体的万有引力作用,绕中心天体所做的匀速圆周运动。它的特点是万有引力提供向心力:2.天体质量M、平均密度ρ的估算:测量出其它天体绕中心天体圆运动的半径R和周期T,若中心天体的半径为R0,则∴中心天体质量中心天体密度重力是地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。由于地球自转,地面上的物体随地球一起做匀速圆周运动,其旋转中心是地轴上的某点。旋转时所需向心力由万有引力的一个分力提供,另一个分力就是重力。但重力和万有引力差别很小,一般可认为二者相等。人造地球卫星一般是沿椭圆轨道运行,为使问题简化,我们认为卫星以一个恰当的速率绕地心做匀速圆周运动,地球对它的万有引力提供它圆运动所需向心力。卫星的绕行速度v、角速度ω、周期T都与轨道半径r有关:由,得,可见r越大,v越小。当卫星贴地球表面绕行时,其速度最大,约为7.9km/s;由,得,可见r越大,ω越小;由,得,可见r越大,T越大。当卫星贴地球表面绕行1时,其周期最短,约为84分钟。以上分析 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 ,轨道半径r是关键量,解决这类问题,抓住半径,就抓住了解题的关键。6.运行速度与发射速度:对于人造地球卫星,由算出的速度指的是人造地球卫星在轨道上的运行速度,其大小随轨道半径的增大而减小。但由于人造地球卫星发射过程中要克服地球引力做功,增大势能,所以将卫星发射到离地球越远的轨道上,在地面所需要的发射速度却越大。关于第一宇宙速度的两种推导方法:(1)由,R为地球半径,M为地球质量,可得第一宇宙速度。(2)由,g为地表重力加速度,R为地球半径,可得第一宇宙速度。地球同步卫星的特点:所谓同步卫星是指卫星与地球以同一角速度旋转,则卫星运行周期等于地球自转周期24小时。为了维持这种同步状态,卫星的轨道平面必定与地球的赤道平面重合。通过计算可知,地球同步卫星的轨道高度,在赤道上空36000km处。例题分析1.已知地月距离r=60R(R为地球半径),计算月球相对于地球的引力加速度g’。分析:我们认为天体表面上物体所受的万有引力等于它在该星体上的重力,由此可以找到引力加速度的表达式,从而求解。解答:设月球质量为m,地球质量为M,则由万有引力定律有对于地球表面上质量为m0的物体,在忽略地球自转影响的情况下,重力等于地球对它的万有引力,即联立上述两式可解得m/s2m/s2说明:1.由关系式可知,随圆运动半径的增大(即随距天体表面高度的增大),2引力加速度逐渐变小。2.在地球表面引力加速度g=9.8m/s2,所以前面关系式可以变形为GM=gR2(M为地球质量,R为地球半径)。这是一个重要的关系式,常常用在不知地球质量,已知地球半径时进行替换。特别注意关系式中的质量符号分别代表那个天体的质量,这是一个易错点。4.在一些天体运行方面的估算题中,要注意隐含条件,例如地球自转周期为24小时,公转周期365天,月球绕地球运动的周期约为30天等。在天体演变的过程中,红色巨星发生“超新星爆炸”后,可以形成中子星(电子被迫同原子核中的质子相结合而形成中子),中子星具有极高的密度。(1)若已知该中子星的卫星运行的最小周期为1.2×10-3s,求该中子星的密度;(2)中子星也绕自转轴自转,为了使该中子星不因自转而被瓦解,则其自转角速度最大不能超过多少?分析:(1)中子星的卫星绕中子星做圆周运动,其万有引力提供向心力:由此可知,说明轨道半径越小,卫星的周期越小,故对应卫星运行的最小周期,r=R。(R为中子星的半径)(2)中子星的各个部分都绕其自转轴做匀速圆周运动,由知,其“赤道”表面处部分做匀速圆周运动所需向心力最大,因此,只要“赤道”表面处不发生瓦解,其它部分也一定不发生瓦解。对应的临界条件就是:中子星“赤道”表面处质点所受万有引力等于其所需要的向心力。解答:(1)对于中子星的卫星,因万有引力提供向心力,设中子星质量为M,半径为R,其卫星的质量为m,根据向心力 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 有:解得:由密度公式知中子星的密度为:kg/m32)3rad/s说明:1.充分理解“最小周期”的意义,从而确定卫星的轨道半径r等于中子星的半径R是本题的关键所在。星球上物体跟随星球自转所需向心力是由万有引力提供的,但具体是多少与自转的角速度和半径有关,即F=mω2r,其最大值可等于万有引力。星外物体绕星球运行时所需向心力则等于全部的万有引力,即。所以环绕运行的加速度与自转加速度是有区别的。3.可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆与赤道表面的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的与赤道表面的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的分析:只有参与地球自转的物体的运行轨道才可能与某一纬度线(非赤道)是共面同心圆,而人造地球卫星的圆轨道必须以地心为圆心,所以选项A错误。若发射一颗极地卫星,其圆轨道必永远与赤道平面垂直,而某一经度线所决定的圆是随地球自转而转动的,所以选项B错误。不论发射的是否为同步卫星,只要其圆轨道与赤道表面的赤道线是共面同心圆,其圆心都为地心,都是可以实现的。这其中只有同步卫星(距地表高度为36000km)是相对地球表面静止的,其它高度上的卫星相对地球表面是运动的。所以选项C、D正确。解答:选项C、D正确。说明:本题是一道关于卫星轨道的问题,在这个问题上容易造成概念模糊。卫星的轨道不论是同步轨道、极地轨道还是任意轨道,其圆心必为地心,只有这样万有引力作为向心力才能时刻指向圆心。4、用m表示地球同步卫星的质量,h表示它离地面的高度,R表示地球半径,g0表示地球表面处的重力加速度,ω表示地球自转的角速度。则同步卫星所受地球对它的万有引力的大小等于()A.mg02h222B.mωC.mω(R+h)D.mRg0/(R+h)4分析:同步卫星所受万有引力应为:,其中r=R+h,GM=g0R2。所以,选项A错误,选项D正确。同步卫星所受万有引力等于圆运动的向心力,所以该万有引力还可表述为:2F=mω(R+h),选项B错误,选项C正确。说明:该类型题的基本思路:一是直接从万有引力定律出发,注意根据题目实际情况考虑是否需要利用GM=gR2的代换(M指地球质量,g指地表重力加速度,R指地球半径)。二是从圆运动所需向心力的表达式出发去寻找解题的突破口。有关同步卫星的问题很容易出现多项选择正确,所以一定做到概念清楚。针对训练1、一卫星绕某星形作匀速圆周运动,已知行星表面的重力加速度为g行,行星的质量M与卫星的质量m之比M/m=81,行星的半径R行与卫星的半径R卫之比R行/R卫=3.6,行星与卫星之间的距离r与行星的半径R行之比r/R行=60。设卫星表面的重力加速度为g卫,则在卫星表面有:g卫。经过计算得出:卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的1/3600。上述结果是否正确?若正确,列式证明;若错误,求出正确结果。2、人们是这样第一次估算出地球质量的:已知地球半径R=6400km,地球表面重力加速度为9.8m/s222,估算出,万有引力恒量Nm/kg,根据它们和地球质量之间的关系地球的质量.请你算一算.3、网上报道,某国发射了一颗质量为100kg,周期为1h的人造月球卫星。一同学看到该报道后想利用所学知识验证该报道的真实性,他记得月球半径约为地球的1/4,月球表面的重力加速度约为地球表面的1/6,地球半径为6400km。利用这些数据,经过推理,他确定该消息是假的。请你试试看。4、两颗星在相互引力的作用下绕同一中心做匀速圆周运动,这两颗星称为“双星”。已知两颗星的质量分别为m1、m2,两星之间的距离为L,则这两颗星做匀速圆周运动的半径和周期分别为多少?5参考 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 :1、所得结果错误,应为g卫=0.16g行。2、kg。3、略。4、;;6
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