3-2 万有引力定律的应用 导学案（含答案）

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第三章
第二节万有引力定律的应用（3）
新课
1
第八周
【学习目标】
掌握同步卫星相关特点和计算
【课堂探究】
同步卫星（所有的通迅卫星都为同步卫星）：地球同步卫星是指相对于地面静止的、运行周期与地球的自转周期(T=24h)相等的卫星，这种卫星一般用于通信，又叫做同步通信卫星，其特点可概括为“五个一定”。
1、位置一定（必须位于地球赤道上空）
2、周期一定（T=24h）
3、高度一定（h≈3.6×104km）
得故　
4、速率一定（v≈3.1km／s）
由得
5、运行方向一定(自西向东运行)
例题1：已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T，试求地球同步定点卫星轨道距地面的高度。
例题2（2011山东高考题）：甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是：（
AC
）
A、甲的周期大于乙的周期
B、乙的速度大于第一宇宙速度
C、甲的加速度小于乙的加速度
D、甲在运行时能经过北极的正上方
例题3：已知万有引力常量G，地球半径R，月球与地球间距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转
周期T1，地球自转周期T2，地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：
同步卫星绕地心做圆周运动，由得
请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出正确的解法和结果。
解：上面结果是错误的，地球的半径R在计算过程中不能忽略，正确解法和结果：得
【课堂练习】
1、（多选题）关于地球同步卫星，下列说法正确的是(
ABD　　)
A、它的周期与地球自转周期相同
B、它的周期、高度、速度大小都是一定的
C、我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空
D、我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空
2、关于人造卫星，下列说法中正确的是
(
C
)
A、发射时处于超重状态，落回地面过程中处于失重状态
B、由公式v2
=
G
·M
/
(
R
+
h
)
知卫星离地面的高度h
越大，速度越小，发射越容易
C、同步卫星只能在赤道正上方，且到地心距离一定
D、第一宇宙速度是卫星绕地做圆周运动的最小速度
3、（多选题）（2011年广东省高考题）已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（
BD
）
A、卫星距离地面的高度为
B、卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C、卫星运行时受到的向心力大小为
D、卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
【达标练习】
1、由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的：(
A
)
A、质量可以不同
B、轨道半径可以不同
C、轨道平面可以不同
D、速率可以不同
2、（多选题）下面关于同步通信卫星的说法中正确的是：（
ACD
）
A、同步通信卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率都是确定的
B、同步通信卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择.
高度增加，速率增大；高度降低，速率减小，仍同步
C、我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114min，比同步通信卫星的周期短，所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步卫星低
D、同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造卫星的速率小
3、我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min，如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动，飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比，下列判断中正确的是：（
C
）
Ａ、飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径
Ｂ、飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度
Ｃ、飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度
Ｄ、飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度
4、宇宙飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可以采取的措施是：（
A
）
A、只能从较低轨道上加速
?B、只能从较高轨道上加速?
C、只能从同空间同一高度轨道上加速?D、无论在什么轨道上，只要加速都行?
5、同步通信卫星相对于地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法中错误的是：（
C
）
A、各国的同步通信卫星都在同一圆周上运行
B.
同步通信卫星的速率是唯一的
C、同步通信卫星处于平衡状态
D.
同步通信卫星加速度大小是唯一的
6、（多选题）图中的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球作匀速圆周运动而言（
BCD
）
A、卫星的轨道可能为a
B、卫星的轨道可能为b
C、卫星的轨道可能为c
D、同步卫星的轨道只可能为b