《高考物理一轮复习考点扫描》专题5.3 卫星运行规律与宇宙速度（原卷版）

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2021 年一轮考点扫描微专题

专题 5.3 卫星运行规律与宇宙速度

【考点扫描】.................................................................................................................................................................1

一．解决天体(卫星)运动问题的基本思路........................................................................................................1

二．卫星运行参数的分析.....................................................................................................................................1

三．宇宙速度与运动轨迹的关系........................................................................................................................2

四．卫星的运行轨道.............................................................................................................................................2

五．同步卫星的六个“一定”............................................................................................................................3

六．近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题........................................................................................3

【典例分析】.................................................................................................................................................................4

【专题精练】.................................................................................................................................................................6

【考点扫描】

一．解决天体(卫星)运动问题的基本思路

(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 G＝man＝m＝mω2r＝m

(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即 G＝mg(g表示天体表面的重力加速度)。

二．卫星运行参数的分析

1．线速度：G＝m⇒v＝

2．角速度：G＝mω2r⇒ω＝

3．周期：G＝m

(

2π

)

r ⇒T＝2π

4．向心加速度：G＝ma⇒a＝

结论：r越大，v、ω、a越小，T越大．

三．宇宙速度与运动轨迹的关系

(1)v发＝7.9 km/s 时，卫星绕地球做匀速圆周运动。

(2)7.9 km/s<v发<11.2 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。

(3)11.2 km/s≤v发<16.7 km/s，卫星绕太阳做椭圆运动。

(4)v发≥16.7 km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。

四．卫星的运行轨道

(如图所示)

(1)赤道轨道　(2)极地轨道　(3)其他轨道

注意：轨道平面一定通过地球的球心。

五．同步卫星的六个“一定”

六．近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题

如图所示，a为近地卫星，半径为 r1；b为地球同步卫星，半径为 r2；c为赤道上随地球自转的物体，半径

为r3。

近地卫星

(r1、ω1、v1、a1)

同步卫星

(r2、ω2、v2、a2)

赤道上随地球自转的物体

(r3、ω3、v3、a3)

向心力万有引力万有引力万有引力的一个分力

轨道半径 r2＞r3＝r1

角速度

由＝mω2r得

ω＝，故 ω1＞ω2

同步卫星的角速度与地球

自转角速度相同，故

ω2＝ω3

ω1＞ω2＝ω3

线速度

由＝得 v＝，故 v1＞v2

由v＝rω 得

v2＞v3

v1＞v2＞v3

向心加

速度

由＝ma 得a＝，故 a1＞a2

由a＝ω2r得

a2＞a3

a1＞a2＞a3

【典例分析】

【例 1】如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附

近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径)，c为地球的同步卫星。下列关于 a、b、c的说法

中正确的是(　　)

A．b卫星转动线速度大于 7.9 km/s

B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 aa>ab>ac

C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 Tc>Tb>Ta

D．在 b、c中，b的速度大

【规律方法】研究卫星运行熟悉“三星一物”

(1)同步卫星的周期、轨道平面、高度、线速度的大小、角速度、绕行方向均是固定不变的，常用于无线电

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