赤道上的物体-近地卫星-同步卫星

0R近R同Rh辅导课教案提纲教师:学生：年级：授课时间：年月日一．辅导要点：同步卫星、近地卫星与赤道物体的异同二．教学目的：熟练掌握三者的异同点合同课次三．教学目标：aνωΤr本讲第次四．知识点和考点分析：三者异同和同步卫星特点剩余次辅导过程教法设计及时间分配同步卫星、近地卫星与赤道物体的异同一、同步卫星、近地卫星与赤道物体的相同点1.三者都在绕地轴做匀速圆周运动，向心力都与地球的万有引力有关；2.同步卫星与赤道上物体的运行周期相同：T=24h;3.近地卫星与赤道上物体的运行轨道半径相同：r=R0(R0为地球半径)。二、同步卫星、近地卫星与赤道物体的不同点1、轨道半径不同：如图所示，同步卫星的轨道半径同r=R0+h，h为同步卫星离地面的高度，大约为36000千米，近地卫星与赤道物体的轨道半径近似相同，都是R0，半径大小关系为：赤近同rrr；2、向心力不同：同步卫星和近地卫星绕地球运行的向心力完全由地球对它们的万有引力来提供，赤道物体的向心力由万有引力的一个分力来提供，万有引力的另一个分力提供赤道物体的重力。3、向心加速度不同：由marMmG2得：2rGMa，又近同rr，所以：近同aa；由maTmr224得：rTa224，又赤同rr，所以：赤同aa;向心加速度的大小关系为：赤同近aaa；4、周期不同：近地卫星的周期由2204TmRmg得：gRT02min84；同步卫星和赤道物体的周期都为24h，周期的大小关系为：近赤同TTT；5、线速度不同：由rmrMmG22得：rGM，又近同rr，所以：近同；由Tr2和赤同rr得：赤同，故线速度的大小关系为：赤同近；6、角速度不同：由22mrrMmG得：3rGM，又近同rr，所以：近同；由赤同TT得：赤同，从而角速度的大小关系为：赤赤同；注意：比较三者的向心加速度、线速度、角速度的大小时一定要区分清楚赤道物体的，因为它的向心力不是万有引力的全部，所以不能由2rGMa、rGM、3rGM比较赤道物体的向心加速度、线速度、角速度的大小。7.地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星，又叫通讯卫星。同步卫星有以下几个特点：（1）同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。（2）同步卫星的运转周期与地球自转周期相同，且（3）同步卫星的运行角速度等于地球自转的角速度。（4）要与地球同步，卫星的轨道平面必须与赤道平面平行，又由于向心力是万有引力提供的，万有引力必须在轨道平面上，所以同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即所有的同步卫星都在赤道的正上方，不可能定点在我国某地上空。（5）同步卫星高度固定不变。所有同步卫星的周期T、轨道半径r、环绕速度v、角速度及向心加速度a的大小均相同。8.两种加速度——卫星的向心加速度和随地球自转的向心加速度的比较卫星的向心加速度物体随地球自转的向心加速度产生万有引力万有引力的一个分力(另一分力为重力)方向指向地心垂直指向地轴大小2/rGMgaa(地面附近a近似为g)ra2地球，其中r为地面上某点到地轴的距离变化随物体到地心距离r的增大而减小从赤道到两极逐渐减小【典型例题】1人造近地卫星和地球同步卫星，下列几种说法正确的是A.近地卫星可以在通过北京地理纬度圈所决定的平面上做匀速圆周运动B.近地卫星可以在与地球赤道平面有一定倾角且经过北京上空的平面上运行C.近地卫星或地球同步卫星上的物体，因“完全失重”，它的重力加速度为零D.地球同步卫星可以在地球赤道平面上的不同高度运行2.地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为，绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；地球同步卫星所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；地球表面重力加速度为，第一宇宙速度为，假设三者质量相等，则A.B.C.D.3.A、B为两颗地球卫星，已知它们的运动周期之比为，则A、B两卫星的轨道半径之比和运动速率之比分别为A.，B.，C.，D.，4.位于赤道面上的一颗人造地球卫星绕地球运行，傍晚在赤道上的某人发现卫星位于自己的正上方相对地面运动，第二天傍晚同一时刻又发现此卫星出现在自己的正上方，已知地球自转角速度为，地表处重力加速度为，地球半径为，则对此卫星下列论述正确的是A.一定是同步卫星C.此卫星距地面的高度可能是B.可能是同步卫星D.此卫星距地面的高度可能是5．已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为A．6小时B.12小时C.24小时D.36小时6：土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动，其中两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为和，忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示）（1）求岩石颗粒A和B的线速度之比；（2）求岩石颗粒A和B的周期之比；（3）土星探测器上有一物体，在地球上重力为10N，推算出它在距土星中心处受到土星的引力为0.38N，已知地球半径为，请估算土星质量是地球质量的多少倍？7：如图（1）所示，地球上空有人造地球同步通信卫星，它们向地球发射微波，但无论同步卫星数目增到多少个，地球表面上总有一部分面积不能直接收到它们发射来的微波，问这个面积S与地球面积之比至少有多大？结果要求保留两位有效数字，已知地球半径。半径为R，高为h的球缺的表面积为，球面积为。（1）（2）作业1．(单选)北京时间2012年4月16日天文爱好者迎来了土星冲日的美丽天象，观赏到了美丽的“指环王”．土星是夜空最美丽的星球之一，它是肉眼易见的大行星中离地球最远的，在望远镜中，其外形像一顶草帽，被誉为“指环王”．土星冲日是指土星和太阳正好分处地球两侧，三者几乎成一条直线，此时土星与地球距离最近，亮度也最高，是观测的最佳时机．冲日前后，太阳刚从西方落下，土星便由东方升起，直到天亮由西方落下，整夜可见，是一年中观测土星最好的时机．该天象大约每378天发生一次，基本上是一年一度．已知土星和地球绕太阳公转的方向相同，则()．A．土星公转的速率比地球大B．土星公转的向心加速度比地球大C．土星公转的周期约为1.1×104天