第1页高考一轮总复习•物理专题五卫星运动的四类热点问题第四章曲线运动万有引力与航天第2页高考一轮总复习•物理素养目标1.卫星绕天体运动抽象为环绕模型，根据万有引力提供向心力求解未知量．(科学思维)2.变轨问题按离心、向心运动理解．(科学思维)第3页高考一轮总复习•物理考点宇宙速度的理解与计算1．第一宇宙速度的推导方法一：由GMmR2＝mv21R，得v1＝GMR＝7.9×103m/s.方法二：由mg＝mv21R，得v1＝gR＝7.9×103m/s.第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度，也是人造地球卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，Tmin＝2πRg＝84.8min.第4页高考一轮总复习•物理2．宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v发＝7.9km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动．(2)7.9km/s<v发<11.2km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆．(3)11.2km/s≤v发<16.7km/s，卫星绕太阳做椭圆运动．(4)v发≥16.7km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间．第5页高考一轮总复习•物理典例1科技日报北京2017年9月6日电，英国《自然·天文学》杂志发表的一篇论文称，某科学家在银河系中心附近的一团分子气体云中发现了一个黑洞．科学研究表明，当天体的逃逸速度(逃逸速度为其第一宇宙速度的2倍)超过光速时，该天体就是黑洞．已知某天体与地球的质量之比为k，地球的半径为R，地球的环绕速度(第一宇宙速度)为v1，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其半径r应小于()A.2v21Rkc2B．2kc2Rv21C．kv21R2c2D．2kv21Rc2第6页高考一轮总复习•物理解析：地球的第一宇宙速度为v1＝GMR，则黑洞的第一宇宙速度为v2＝GkMr，并且有2v2>c，联立解得r<2kv21Rc2，所以D正确，A、B、C错误．故选D．解析第7页高考一轮总复习•物理1．[第一宇宙速度的计算]中国火星探测器“天问一号”成功发射后，沿地火转移轨道飞行七个多月，于2021年2月到达火星附近，要通过制动减速被火星引力俘获，才能进入环绕火星的轨道飞行．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，下列说法正确的是()A．若在火星上发射一颗绕火星运动的近地卫星，其速度至少需要7.9km/sB．“天问一号”探测器的发射速度一定大于7.9km/s，小于11.2km/sC．火星与地球的第一宇宙速度之比为1∶5D．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度答案第8页高考一轮总复习•物理解析：卫星在行星表面附近绕行的速度为该行星的第一宇宙速度，由GMmR2＝mv2R，可得v＝GMR，故v火∶v地＝1∶5，所以在火星上发射一颗绕火星运动的近地卫星，其速度至少需要v火＝7.95km/s，故A错误，C正确；“天问一号”探测器挣脱了地球引力束缚，则它的发射速度大于等于11.2km/s，故B错误；g地＝GM地R2地，g火＝GM火R2大，联立可得g地>g火，故D错误．解析第9页高考一轮总复习•物理2．[宇宙速度的理解与计算]航天员在一行星上以速度v0竖直上抛一质量为m的物体，不计空气阻力，经2t后落回手中，已知该星球半径为R.求：(1)该星球的第一宇宙速度的大小；(2)该星球的第二宇宙速度的大小．已知取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能Ep＝－GmMr(G为引力常量)．第10页高考一轮总复习•物理解析：(1)由题意可知星球表面重力加速度为g＝v0t，由万有引力提供向心力知mg＝mv21R解得v1＝gR＝v0Rt.(2)由星球表面万有引力等于物体重力知GMmR2＝mg，又Ep＝－GmMR，解得Ep＝－mv0Rt，由机械能守恒定律有12mv22－mv0Rt＝0，解得v2＝2v0Rt.答案：(1)v0Rt(2)2v0Rt第11页高考一轮总复习•物理考点卫星运动参量的比较与计算1．人造卫星的加速度、线速度、角速度和周期与轨道半径的关系第12页高考一轮总复习•物理2．三卫星一物体的比较同步卫星周期、轨道平面、高度、线速度、角速度、绕行方向均是固定不变的，常用于无线电通信，故又称通信卫星极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖近地卫星在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9km/s赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动，由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力)，它的运...