高中物理人教版必修二 人造卫星 宇宙速度 同步练习 /热点一 人造卫星圆周轨道运行规律 环绕同一天体的不同轨道高度的卫星运行参量比较 由G ???? ?? 2 =m ?? 2 ?? =mrω2=m 4 π 2 ?? 2 r=man可推导出: ??= ???? ?? ??= ???? ?? 3 ??= 4 π 2 ?? 3 ???? ?? n =?? ?? ?? 2 ?当r增大时 ??减小 ??减小 ??增大 ?? n 减小 例1 [2018·云南师大附中月考] 如图Z4-1所示,a、b、c三颗卫星在各自的轨道上绕地球做匀速圆周运动,轨道半径ra
Tb>Tc 变式题 [2018·邯郸摸底] “天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空,并于4月22日与“天宫二号”空间实验室对接.已知对接前“天舟一号”在距离地面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动,“天宫二号”空间实验室在距离地面高度为h+Δh的圆轨道上做匀速圆周运动,已知Δh>0,且h+Δh小于地球同步卫星的高度,则 ( ) A.二者的角速度均小于地球自转角速度 B.“天舟一号”线速度小于“天宫二号”空间实验室的线速度 C.二者运动周期均小于地球自转周期 D.二者做圆周运动的向心加速度大于地面上物体的重力加速度 ■ 要点总结/ 人造卫星问题的解题技巧 (1)一个模型 卫星的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型. (2)两组公式 ①G ???? ?? 2 =m ?? 2 ?? =mω2r=m 4 π 2 ?? 2 r=man ②mg=G ???? ?? 2 (g为星体表面处的重力加速度) (3)an、v、ω、T均与卫星的质量无关,只由轨道半径和中心天体质量共同决定,所有参量的比较最终归结到半径的比较. /热点二 赤道上的物体、同步卫星和近地卫星 1.近地卫星及第一宇宙速度推导 方法一:由G ???? ?? 2 =m ?? 1 2 ?? 得v1= ???? ?? =7.9×103 m/s. 方法二:由mg=m ?? 1 2 ?? 得v1= ???? =7.9×103 m/s. 第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度,也是人造卫星的最大环绕速度,此时它的运行周期最短,Tmin=2π ?? ?? =5075 s≈85 min. 2.地球同步卫星的特点 (1)轨道平面一定:轨道平面和赤道平面重合. (2)周期一定:与地球自转周期相同,即T=24 h=86 400 s. (3)角速度一定:与地球自转的角速度相同. (4)高度一定:据G ???? ?? 2 =m 4 π 2 ?? 2 r得r= 3 GM T 2 4 ?? 2 =4.23×104 km,卫星离地面高度h=r-R≈6R(为恒量). (5)绕行方向一定:与地球自转的方向一致. / 图Z4-2 例2 如图Z4-2所示,A是地球同步卫星,B是近地卫星,C是在赤道上随地球一起转动的物体,A、B、C的运动速度分别为vA、vB、vC,加速度分别为aA、aB、aC,下列说法正确的是 ( ) / A. C受到的万有引力就是C的重力 B. vC>vB>vA C.aB>aA>aC D. A在4 h内转过的圆心角是 π 6 变式题1 (多选)我国的火星探测计划在2018年展开,向火星发射轨道探测器和火星巡视器.已知火星的质量约为地球质量的 1 9 ,火星的半径约为地球半径的 1 2 .下列说法中正确的是 ( ) A.火星探测器的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 B.火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度 C.火星表面与地球表面的重力加速度之比为4∶9 D.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的 6 3 变式题2 [2018·江淮十校联考] 理论研究表明,地球上的物体速度达到第二宇宙速度11.2 km/s时,物体就能脱离地球,又知第二宇宙速度是第一宇宙速度的 2 倍.现有某探测器完成了对某未知星球的探测任务悬停在该星球表面.通过探测到的数据得到该星球的有关参量:①其密度基本与地球密度一致;②其半径约为地球半径的2倍.若不考虑该星球自转的影响,欲使探测器脱离该星球,则探测器从该星球表面的起飞速度至少 ... ... 
