【要點(diǎn)點(diǎn)撥】
1.第一宇宙速度7.9km/s是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具有的速度，而如人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的半徑越大，則所需的線速度相應(yīng)越小。
2.若實(shí)際發(fā)射衛(wèi)星的的速度大于7.9km/s且小于11.2km/s，則衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動。衛(wèi)星如做橢圓運(yùn)動，它在各點(diǎn)的速度大小是不同的由 可粗略看出，r變大時(shí)， 變小。
3.在求解有關(guān)人造衛(wèi)星的的習(xí)題時(shí)，一定要注意衛(wèi)星離地面高度與衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑是兩個(gè)不同的概念。
4.第二、第三宇宙速度雖然數(shù)值上比第一宇宙速度大不多，但要達(dá)到這一速度是相當(dāng)困難的。
【解題思路】
1.用萬有引力定律處理天體問題，主要有兩條解題思路：（1）在地面附近把萬有引力看成等于物體受的重力，即 ，主要用于計(jì)算涉及重力加速度的問題；（2）把天體的運(yùn)動看成是勻速圓周運(yùn)動，且 ，主要用于計(jì)算天體質(zhì)量、密度以及討論衛(wèi)星的速度、角速度、周期隨軌道的變化而變化等問題。
2.地面上物體的重力是由于地球?qū)ξ矬w的萬有引力引起的，但一般情況下這兩者并不相等，因?yàn)榈孛嫔衔矬w隨地球自轉(zhuǎn)的向心力也由萬有引力的一個(gè)分力提供，不過這一分力卻較小，實(shí)際計(jì)算中常常忽略。
3. 人造衛(wèi)星中的物體所受地球的萬有引力全部提供衛(wèi)星作圓周運(yùn)動的向心力，因此衛(wèi)星內(nèi)部的物體處于完全失重狀態(tài)。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.了解衛(wèi)星的發(fā)射運(yùn)行等情況.
2.了解飛船飛入太空的情況.
3.知道三個(gè)宇宙速度的含義,會推導(dǎo)第一宇宙速度.
【自主學(xué)習(xí)】
一、宇宙速度
1、人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓規(guī)道運(yùn)行時(shí)，速度為 ,如果將它發(fā)射至半徑為二倍地球半徑的高空軌道，那么它的運(yùn)行速度是 ＿ 。
2、兩顆人造地球衛(wèi)星 和 的質(zhì)量比 ，軌道半徑之比 ，某一時(shí)刻它們的連線通過地心，則此時(shí)它們的線速度之比 ＿，向心加速度之比 ＿，向心力之比 ＿。
二、夢想成真
1、人造地球衛(wèi)星以地心為圓心，做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（ ）
：半徑越大，速度越小，周期越小 ：半徑越大，速度越小，周期越大
：所有衛(wèi)星的速度均是相同的，與半徑無關(guān)
：所有衛(wèi)星的角速度均是相同的，與半徑無關(guān)
2、若已知某行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為 ，公轉(zhuǎn)周期為 ，萬有引力恒量為 ，則由此可求出（ ）
：某行星的質(zhì)量 ：太陽的質(zhì)量
：某行星的密度 ：太陽的密度
【典型例題】
例1、月球的質(zhì)量約為地球的1/81，半徑約為地球半徑的1/4，地球上第一宇宙速度約為7.9km/s,則月球上第一宇宙速度月為多少？
例2、人造地球衛(wèi)星與地面的距離為地球半徑的1.5倍，衛(wèi)星正以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動，地面的重力加速度為 ， 、 、 這三個(gè)物理量之間的關(guān)系是（ ）
： ： ： ：
例3、在繞地球做勻速圓周運(yùn)動的航天飛機(jī)的外表面上，有一隔熱陶瓷片自動脫落，則陶瓷片的運(yùn)動情況是
：平拋運(yùn)動 ：自由落體運(yùn)動
：仍按原軌道做勻速圓周運(yùn)動
：做速圓周運(yùn)動，逐漸落后于航天飛機(jī)
【針對訓(xùn)練】
1、利用所學(xué)的知識，推導(dǎo)第一宇宙速度的表達(dá)式 。
2、在某星球上，宇航員用彈簧稱稱得質(zhì)量為 的砝碼的重為 ，乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測得其環(huán)繞周期是 。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，試求該星球的質(zhì)量
3、地球的同步衛(wèi)星距地面高 約為地球半徑 的5倍，同步衛(wèi)星正下方的地面上有一靜止的物體 ，則同步衛(wèi)星與物體 的向心加速度之比是多少？若給物體 以適當(dāng)?shù)睦@行速度，使 成為近地衛(wèi)星，則同步衛(wèi)星與近地衛(wèi)星的向心加速度之比為多少？
4、我們國家在1986年成功發(fā)射了一顆實(shí)用地球同步衛(wèi)星，從1999年至今已幾次將“神州”號宇宙飛船送入太空。在某次實(shí)驗(yàn)中，飛船在空中飛行了36 ,繞地球24圈。那么同步衛(wèi)星與飛船在軌道上正常運(yùn)轉(zhuǎn)相比較 （ ）
：衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)周期比飛船大
：衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)速率比飛船大
：衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)加速度比飛船大
：衛(wèi)星離地高度比飛船大
5、甲、乙 兩顆人造地球衛(wèi)星在同一軌道平面上的不同高度處同向運(yùn)行，甲距地面高度為地球半徑的0.5倍，乙甲距地面高度為地球半徑的5倍，兩衛(wèi)星在某一時(shí)刻正好位于地球表面某處的正上空，試求：（1）兩衛(wèi)星運(yùn)行的速度之比；（2）乙衛(wèi)星至少經(jīng)過多少周期時(shí)，兩衛(wèi)星間的距離達(dá)到最大？
6、一宇航員在某一行星的極地著陸時(shí)，發(fā)現(xiàn)自己在當(dāng)?shù)氐闹亓κ窃诘厍蛏现亓Φ?.01倍，進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，該行星一晝夜的時(shí)間與地球相同，而且物體在赤道上完全失去了重力，試計(jì)算這一行星的半徑 。
7、偵察衛(wèi)星通過地球兩極上空的圓軌跡運(yùn)動，他的運(yùn)行軌道距地面高度為 ，要使衛(wèi)星在一天的時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全部拍攝下來，衛(wèi)星在通過赤道上空時(shí)，衛(wèi)星上的攝像機(jī)至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長是多少？（設(shè)地球的半徑為 ，地面處重力加速度為 ，地球自轉(zhuǎn)周期為 ）
8．登月火箭關(guān)閉發(fā)動機(jī)在離月球表面112km的空中沿圓形軌道運(yùn)動，周期是120.5min,月球的半徑是1740km，根據(jù)這組數(shù)據(jù)計(jì)算月球的質(zhì)量和平均密度。
【學(xué)后反思】
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參考答案：
[自主學(xué)習(xí)]一、1. 2. 二、1. 2.
[典型例題]例一. km/s 例二. 例三.
[針對訓(xùn)練]1.略 2. 3.（1）6：1 （2）1：36 4.
5.（1）2：1（2） 6. 7.


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