第5节 天体运动与人造卫星
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2025-01-03
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第5节 天体运动与人造卫星
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着眼
着眼“
“四层
四层”
”
夯基础
夯基础
立足
立足“
“四翼
四翼”
”
探考点
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聚焦
聚焦“
“关键
关键”
”
提素能
提素能
课时跟踪检测
课时跟踪检测
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着眼
着眼“四层”
“四层”
夯基
夯基
础
础
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一、三种宇宙速度[注1]
第一宇宙速度(环绕
速度)[注2]
v1＝________km/s，是物体在地面附近绕
地球做匀速圆周运动的速度，也是人造地
球卫星的最小发射速度
第二宇宙速度(脱离
速度)[注3]
v2＝11.2 km/s，是物体挣脱______引力束
缚的最小发射速度
第三宇宙速度(逃逸
速度)
v3＝16.7 km/s，是物体挣脱______引力束
缚的最小发射速度
7.9
地球
太阳
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二、地球同步卫星的特点[注4]
1．轨道平面一定：轨道平面和______平面重合。
2．周期一定：与地球_____周期相同，即 T＝24 h＝86 400 s。
3．角速度一定：与地球自转的角速度______。
4．高度一定：根据 GMm
r2 ＝m4π2
T2 r 得r＝3GMT2
4π2 ≈4.24
×104 km，卫星离地面高度 h＝r－R≈3.6×104 km(为恒量)。
5．速率一定：运行速率 v＝2πr
T ≈3.08 km/s(为恒量)。
6．绕行方向一定：与地球自转的方向______。
赤道
自转
相同
一致
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三、极地卫星和近地卫星[注5]
1．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。
2．近地卫星是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______，其
运行线速度约为 7.9 km/s。
半径
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【注解释疑】
[注1] 三种宇宙速度都是最小发射速度，只是意义和大小不
同。
[注2] 第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度。
[注3] 第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系：v2＝2 v1。
[注4] 地球同步卫星的运行参数都相同，但卫星的质量不一定
相同。
[注5] 极地卫星和近地卫星的轨道平面一定通过地球的球心，
并且所有绕地球做圆周运动的卫星的圆心都是地球的球心。
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【基础自测】
一、判断题
(1)同步卫星可以定点在北京市的正上方。 (×)
(2)不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度是相同的。
(√)
(3)第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度。
(×)
(4)第一宇宙速度的大小与地球质量有关。 (√)
(5)月球的第一宇宙速度也是 7.9 km/s。 (×)
(6)同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。 (√)
(7)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物
体可绕太阳运行。 (√)
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二、选择题
1．(多选)[鲁科版必修 2 P101 T4改编]可以发射一颗这样的人造
地球卫星，使其圆轨道 ( )
A．与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆
B．与地球表面上某一经线所决定的圆是共面同心圆
C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地
球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地
球表面是运动的
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解析：人造地球卫星在运行时，由于地球对卫星的万有引
力提供它做匀速圆周运动的向心力，轨道的圆心一定与地
球的中心重合，不可能是地球上除地心以外的某一点，选
项A错误；由于地球同时绕地轴自转，所以卫星的轨道平
面不可能与某一经线所决定的平面共面，B错误；若卫星
在赤道平面内，则其圆轨道可以有不同高度，周期也可以
不同，故卫星可以相对地面静止，也可以相对地面运动，
选项 C、D均正确。
答案：CD
摘要：
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