4．第二宇宙速度和第三宇宙速度

[巩固提高]

2．随着r变大，T，a_n，v，ω，Ep ，Ek ，E的变化情况

[巩固]

“神舟六号”顺利发射升空后，在离地面345km的圆轨道上运行了108圈。运行中需要进行多次“轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是(　　 )　

A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小

B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变

C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变

D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小

例4、已知质量为m的物体在质量为M的星球上的万有引力势能 (以无穷远处势能为零，G为引力常量，，r表示物体到该星球中心的距离)．只要物体在星球表面具有足够大的速度，就可以脱离该星球的万有引力而飞离星球(即到达势能为零的地方)．这个速度叫做第二宇宙速度．

(1)试求该星球的第二宇宙速度

(2)一旦第二宇宙速度的大小超过了光速，则该星球上的任何物体(包括光子)都无法摆脱该星球的引力．这就是所谓的“黑洞”．试分析一颗质量为M＝2.0×10³¹kg的恒星，当它的半径坍塌为多大时就会成为一个“黑洞”?(计算时取引力常量G=7×10^－11N·m²／kg²，(答案保留一位有效数字)

[知识点]

2．卫星变轨问题

例3、如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步轨道上的Q)，到达远地点时再次自动点火加速，进入同步轨道。试比较卫星在1，2，3三处轨道上变轨前后，机械能、势能和动能的大小关系

[归纳]

3．高轨道一般卫星的规律

例1、在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，求卫星运动的线速度，周期，加速度。某同学给出了如下的解题过程

试分析同学的解答是否正确？如果错误，请做出正确解答，并指出造成错误的原因。

例2、如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a和b的质量相同而小于c的质量，下列说法中正确的是(　　　　 )

A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度

B．b、c的周期相等，且大于a的周期

C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

D．b所需的向心力最小

[播放Flash]

[思考]卫星在近地轨道上的P点开启发动机，向高轨道变轨，卫星应该采取什么措施？卫星在P点变轨后能否直接进入更高的圆轨道？

[知识点]

卫星发射过程，伴随卫星高度的升高，引力做负功，卫星的动能转化为卫星的势能

[知识提升]

[播放Flash]提出问题：地球上的物体要达到多大的速度才能发射成为地球的卫星？这个速度是如何推导出的？

[知识点]

1．第一宇宙速度

(1)公式

(2)理解

　[知识点]

2.　　 不稳定运行

“供过于求”　 运动类型：_________________；“供不应求”　 运动类型：__________________

1.　　 稳定运行

基本方法：把卫星的运动看成　　　　　　　 运动，卫星所受　　　　　 全部提供向心力。

“供需平衡” 　　　　　　　　 运动类型：_________________

常用公式：

3.　　 适用条件

2.　　 公式：­­­____________________________________________________

1.　　 内容：­­­____________________________________________________­­­__________________