7.4.2 宇宙航行(赤近同三物体比较、追及问题) 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（17页ppt）
文档属性
| 名称 | 7.4.2 宇宙航行(赤近同三物体比较、追及问题) 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（17页ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-12 19:23:13 | ||
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文档简介
§7.42 宇宙航行
(赤近同三物体比较、追及问题)
第七章 万有引力与宇宙航行
课前练.(2022·海南·高考真题)(多选)火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（ ）
A．????火????地=???????? B．????火????地=????????
C．????火????地=???????????? D．????火????地=????????
?
BC
1. 第一宇宙速度 v1=7.9km/s
一、宇宙速度
1. 万有引力提供向心力
2. 重力等于万有引力, 提供向心力
mg = ???????????????? , vⅠ =????????
?
G ???????????????? = ???????????????? , vⅠ =?????????????
?
2. 第二宇宙速度 v2 = 11.2 km/s
3. 第三宇宙速度 v3= 16.7 km/s
3. 特点：最小发射速度、最大运行(环绕)速度
2. 人造卫星的运行规律: 万有引力提供向心力
G ???????????????? =man= ???????????????? =???????????????? =????????????????????????????
?
二、人造地球卫星
特点：越高越慢
an =????????????????? , v =???????????? , ω =????????????????? , T =2????????????????????
?
1.人造卫星的轨道特点：所有卫星都在以地心为圆心的圆轨道上运动
3. 地球同步卫星：七个“一定”
(地球静止卫星) 轨道平面一定：都在赤道平面内
(地球静止卫星) 运行方向一定：和地球自转一致，自西向东
知识回顾
一、同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较
课堂探究一:
1. 同步卫星、近地卫星、赤道上物体有什么相同点？
2. 同步卫星、近地卫星、赤道上物体分别
满足什么规律？
3. 试比较同步卫星A、近地卫星B、赤道上物体C
三者的向心力、向心加速度、线速度、角速度、
周期的大小关系？
(1) 同步卫星A与近地卫星B 规律：越高越慢
(2) 同步卫星A与赤道上物体C 规律：同轴转动
总结: 同步卫星、近地卫星、赤道上物体
3．(多选)a是放置在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步
卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的匀速圆周运动，
某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图所示．一段时间后，
它们的位置可能是下列选项中的( )
AC
A B C D
系统集成 第82页随堂巩固
[例2] (多选)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，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，地球半径为R，则下列比例关系正确的是( )
系统集成 第80页
AD
[针对训练2] 地球赤道上有一物体随地球的自转做圆周运动，向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3.地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则( )
A．F1＝F2>F3 B．a1＝a2＝g>a3
C．v1＝v2＝v>v3 D．ω1＝ω3<ω2
系统集成 第81页
D
4．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红1号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的“东方红2号”卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上．设“东方红1号”在远地点的加速度为a1，“东方红2号”的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为( )
A．a2>a1>a3 B．a3>a2>a1
C．a3>a1>a2 D．a1>a2>a3
系统集成 第82页
D
[针对训练3] (多选)2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心成功发射“一箭三星”. 现假设a、b、c三颗卫星均在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动，其中a、b的转动方向与地球自转方向相同，c的转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗卫星的周期分别为Ta＝6 h、Tb＝24 h、Tc＝12 h，下列说法正确的是( )
A．a、b每经过6 h相遇一次
B．a、b每经过8 h相遇一次
C．b、c每经过8 h相遇一次
D．b、c每经过6 h相遇一次
BC
系统集成 第81页
课堂探究二：
(1). a、b 哪个转的快些？相遇是什么含义？
(2). a、b 两次相遇的过程中有什么运动关系？
(3). b、c 两次相遇的过程中有什么运动关系？
与a、b 两次相遇过程的运动有什么区别？
(4). 若某时刻a、b (或bc ) 相距最近, 则经过多长时间两者相距最远？
1．思路
二. 追及问题
(1)先判断谁转的快
[例3] 设地球自转的角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为6.6R)( )
D
系统集成 第81页
2．在分析卫星与地球上的物体的相遇与追及问题时，
要根据地球上物体与同步卫星角速度相同的特点进行判断．
一. 追及问题
6．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。根据题中信息，试计算木星相邻两次冲日的时间间隔，哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最短？(????.???? ≈2.3 )
?
教材 第72页
1.1年；海王星
课堂小结
一、同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较
课堂小结
二. 追及问题
（2011·重庆·高考真题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过????年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径比为（? ?）
A．(????+????????)???????? B．(?????????????)????????
C．(????+????????)???????? D．(?????????????)????????
?
B
(赤近同三物体比较、追及问题)
第七章 万有引力与宇宙航行
课前练.(2022·海南·高考真题)(多选)火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（ ）
A．????火????地=???????? B．????火????地=????????
C．????火????地=???????????? D．????火????地=????????
?
BC
1. 第一宇宙速度 v1=7.9km/s
一、宇宙速度
1. 万有引力提供向心力
2. 重力等于万有引力, 提供向心力
mg = ???????????????? , vⅠ =????????
?
G ???????????????? = ???????????????? , vⅠ =?????????????
?
2. 第二宇宙速度 v2 = 11.2 km/s
3. 第三宇宙速度 v3= 16.7 km/s
3. 特点：最小发射速度、最大运行(环绕)速度
2. 人造卫星的运行规律: 万有引力提供向心力
G ???????????????? =man= ???????????????? =???????????????? =????????????????????????????
?
二、人造地球卫星
特点：越高越慢
an =????????????????? , v =???????????? , ω =????????????????? , T =2????????????????????
?
1.人造卫星的轨道特点：所有卫星都在以地心为圆心的圆轨道上运动
3. 地球同步卫星：七个“一定”
(地球静止卫星) 轨道平面一定：都在赤道平面内
(地球静止卫星) 运行方向一定：和地球自转一致，自西向东
知识回顾
一、同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较
课堂探究一:
1. 同步卫星、近地卫星、赤道上物体有什么相同点？
2. 同步卫星、近地卫星、赤道上物体分别
满足什么规律？
3. 试比较同步卫星A、近地卫星B、赤道上物体C
三者的向心力、向心加速度、线速度、角速度、
周期的大小关系？
(1) 同步卫星A与近地卫星B 规律：越高越慢
(2) 同步卫星A与赤道上物体C 规律：同轴转动
总结: 同步卫星、近地卫星、赤道上物体
3．(多选)a是放置在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步
卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的匀速圆周运动，
某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图所示．一段时间后，
它们的位置可能是下列选项中的( )
AC
A B C D
系统集成 第82页随堂巩固
[例2] (多选)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，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，地球半径为R，则下列比例关系正确的是( )
系统集成 第80页
AD
[针对训练2] 地球赤道上有一物体随地球的自转做圆周运动，向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3.地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则( )
A．F1＝F2>F3 B．a1＝a2＝g>a3
C．v1＝v2＝v>v3 D．ω1＝ω3<ω2
系统集成 第81页
D
4．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红1号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的“东方红2号”卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上．设“东方红1号”在远地点的加速度为a1，“东方红2号”的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为( )
A．a2>a1>a3 B．a3>a2>a1
C．a3>a1>a2 D．a1>a2>a3
系统集成 第82页
D
[针对训练3] (多选)2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心成功发射“一箭三星”. 现假设a、b、c三颗卫星均在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动，其中a、b的转动方向与地球自转方向相同，c的转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗卫星的周期分别为Ta＝6 h、Tb＝24 h、Tc＝12 h，下列说法正确的是( )
A．a、b每经过6 h相遇一次
B．a、b每经过8 h相遇一次
C．b、c每经过8 h相遇一次
D．b、c每经过6 h相遇一次
BC
系统集成 第81页
课堂探究二：
(1). a、b 哪个转的快些？相遇是什么含义？
(2). a、b 两次相遇的过程中有什么运动关系？
(3). b、c 两次相遇的过程中有什么运动关系？
与a、b 两次相遇过程的运动有什么区别？
(4). 若某时刻a、b (或bc ) 相距最近, 则经过多长时间两者相距最远？
1．思路
二. 追及问题
(1)先判断谁转的快
[例3] 设地球自转的角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为6.6R)( )
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系统集成 第81页
2．在分析卫星与地球上的物体的相遇与追及问题时，
要根据地球上物体与同步卫星角速度相同的特点进行判断．
一. 追及问题
6．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。根据题中信息，试计算木星相邻两次冲日的时间间隔，哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最短？(????.???? ≈2.3 )
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教材 第72页
1.1年；海王星
课堂小结
一、同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较
课堂小结
二. 追及问题
（2011·重庆·高考真题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过????年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径比为（? ?）
A．(????+????????)???????? B．(?????????????)????????
C．(????+????????)???????? D．(?????????????)????????
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