第11講 人造衛(wèi)星 宇宙速度

課時(shí)作業(yè)十)[第講人造衛(wèi)星宇速]基礎(chǔ)鞏固年2月15日午時(shí)分左斯里雅賓斯克州發(fā)生天體墜落事件圖K所示，一塊石從外太空飛向地，A剛好進(jìn)入大氣層，之后由于受地球引力和大氣層空氣阻力的作，軌半徑漸漸變小則列說法中正確的()圖K111A．隕石正減速飛向A處B隕繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)角速度漸漸變大C隕石繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)速度漸漸變小D進(jìn)入大氣層，隕石的機(jī)械能漸漸變大．2014·南長葛質(zhì)檢關(guān)于同步衛(wèi)星(它對于地面靜止不動)，下說法中錯(cuò)誤的是()A它定在赤道上空B同衛(wèi)星的高度和速率是確定的值C它運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度D它運(yùn)行的線速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間．2012年10月日我將第十顆北斗衛(wèi)星“北G”送入太空并定點(diǎn)于地球靜止軌道東經(jīng)°由具完全自主知產(chǎn)權(quán)的北斗系統(tǒng)將首先具備為亞太地區(qū)提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服并具有短報(bào)文通信能力．其定位精度優(yōu)于m授時(shí)精度優(yōu)于100ns關(guān)于這顆“北斗-G”衛(wèi)星以說法中正確的是()A這衛(wèi)星軌道平面與東經(jīng)110.5°的經(jīng)線平面重合B通地面控制可以將這顆衛(wèi)星定點(diǎn)于杭州正上方C這顆衛(wèi)星的線速度比離地千高的“天宮一號”空間站線速度要小D這顆衛(wèi)星的周期一定大于地球自轉(zhuǎn)周期“娥一號”探衛(wèi)星繞地運(yùn)行一段時(shí)間離開地球飛向月球．圖K繞地飛行的三條軌道1軌是近地圓形軌，2和3是軌后的橢圓軌道A點(diǎn)道的近地點(diǎn)，是道的遠(yuǎn)地，星在軌道的運(yùn)行速率為7.7kms則下列說法中正確的是)圖K112A．衛(wèi)星在軌道經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速率一定大于7.7/sB衛(wèi)在2道經(jīng)過B點(diǎn)的速率一定小于km/C衛(wèi)星在軌道所具有的機(jī)械能小于在軌所具有的機(jī)械能D衛(wèi)星在軌道所具有的最大速率小于在2道所具有的最大速率技能強(qiáng)化景德鎮(zhèn)二檢我國自主研制的“嫦娥三號”攜帶“玉兔”月球車于013年月2日1時(shí)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升，落月點(diǎn)有一個(gè)富有詩意的名——廣寒

20020322222222322002032222222232宮”．若已知月球的質(zhì)量為m，徑為R，引力常量為G則下說法正確的是()A若月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)，則最大運(yùn)行速度為B若月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)，則最小周期為2π

RRRC若在月球上以較小的初速度豎上拋一個(gè)物，物體上升的最大高度為D在球上以較小的初速度豎直上拋一個(gè)物體物體從拋出到落回拋出點(diǎn)用0R的時(shí)間為．2014·湖省十三校聯(lián)考設(shè)地球的半徑為R地球表面重力加速度為g，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T兔”月球車所拍攝的月面照片從月球以電磁波形式發(fā)送到北京航天飛行控制中心所用時(shí)間約為(真空中的光速為c月距離遠(yuǎn)大于地球半)()gRA.cπ

T2gRTB.cππCcTπDcT．“空間站”是科家進(jìn)行天文探測和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的特殊而又重要的場所．假設(shè)目前由美國等國家研制的“空間站”正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上勻速率運(yùn)地度為同步衛(wèi)星離地高度的十分之一運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一下關(guān)于該“空間站”的說法正確的)A運(yùn)的加速度等于其所在高度處的重力加速度B運(yùn)的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的倍C站在地球赤道上的人觀察到它向西運(yùn)動D在“空間站”工作的宇航員因受到平衡力而在其中懸浮或靜止時(shí)2013年月日凌晨約45米量約萬噸的小行星DA14以大約每小時(shí)萬公里的速度由印度洋蘇門答臘島上空掠過表面最近距離約為2.7萬公里一距離已經(jīng)低于地球步衛(wèi)星的軌但對地球的同步衛(wèi)星幾乎沒有影只劃過了地球上空這顆小行星圍太陽飛運(yùn)行軌道與地球非常相根天文學(xué)家的估算，它下一次接近地球大約是年假設(shè)圖K中P、是球與小行星最近時(shí)的位置下列說法正確的已知日地平均距離約為15000萬里()

圖K113A．小行星對地球的軌道沒有造成影，球?qū)π⌒行堑能壍酪矝]有任何影響B(tài)只慮太陽的引，球在P點(diǎn)線度大于小行星通過點(diǎn)線速度C只考慮地球的引小行星在Q的加速度小于同步衛(wèi)星在軌道上的加速度D小行星在Q點(diǎn)有被地俘獲，是因?yàn)樗赒點(diǎn)速率大于第一宇宙速度2014·蘇常鎮(zhèn)調(diào)研圖K是“嫦娥三號”飛船登月的飛行軌示意列說法正確的是()圖K114A．在地面出發(fā)點(diǎn)A附近即發(fā)射階段飛船處于超狀態(tài)B從道上近月點(diǎn)C飛到月面著陸點(diǎn)D飛處于失重狀態(tài)C飛船在環(huán)繞月球的圓軌道上B須點(diǎn)火減速才能進(jìn)入橢圓軌道D飛船在環(huán)繞月球的橢圓軌道上時(shí)處加速度于在圓軌道上時(shí)B處的加速度挑戰(zhàn)自我全國卷已知地球的自轉(zhuǎn)周期和半徑分別T和地球同步衛(wèi)星A的軌道半徑為星B沿徑為r(r＜的圓軌道在地球赤道的正上方運(yùn)運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同．求：(1)衛(wèi)星B做周運(yùn)動的周期；衛(wèi)星A和連地不能直接通訊的最長時(shí)間間(信號傳輸時(shí)間可忽略．

2r222212Arrr2rr2Brr2RR周＝3R20′2Gm0200′Gm22222c22r222212Arrr2rr2Brr2RR周＝3R20′2Gm0200′Gm22222c222課時(shí)作業(yè)(十一)．B[析]由萬有引力做正隕正加速飛向A處選項(xiàng)錯(cuò)誤．隕石繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因道半徑漸漸變小故速度漸漸變，速度漸漸變大選正，項(xiàng)錯(cuò)誤．進(jìn)入大氣層后由受到空氣阻力的作隕石的機(jī)械能漸漸變選D誤．．D[析]根同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步與面相對靜止同時(shí)衛(wèi)星受到地球的萬有引力提供向心力且指向圓，故同步衛(wèi)星只能在赤道上，選項(xiàng)正確；因?yàn)橥叫l(wèi)Mm星要和地球自轉(zhuǎn)同步即相同，根據(jù)G＝mr因?yàn)棣厥嵌ㄋ詒也一定值，所以它運(yùn)行的軌道半徑和率是確定的選項(xiàng)B正；由衛(wèi)的環(huán)繞速度公式＝

GM可知步衛(wèi)星的線速度小于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速小于第一宇宙速度kmsr選項(xiàng)正，選項(xiàng)D錯(cuò)．[解析]定點(diǎn)于地球靜止軌道的第十六顆北斗衛(wèi)星“北-G6”是同步衛(wèi)星衛(wèi)軌道平面在赤道平面星周一定等于地球自轉(zhuǎn)周不能通過地面控制將這顆衛(wèi)星定點(diǎn)于杭州正上，選項(xiàng)、、錯(cuò)誤；根據(jù)v＝

GMr

可知，這顆衛(wèi)星的線速度比離地千米高的“宮一號”空間站線速度要選正．Mm[析]衛(wèi)在道做勻速圓周運(yùn)有力定律和牛頓第二定律得GrvMmv＝，衛(wèi)在軌道A點(diǎn)離心運(yùn)動則G2<m，故v12A

，選A正確；衛(wèi)星Mmv在2軌道B點(diǎn)近心運(yùn)，有>m，衛(wèi)星在經(jīng)過點(diǎn)圓道上繞地運(yùn)則BBMmvG2＝，由r<r，所以v>vB故<v<v＝7.7km/s選B正確軌道的高度BB大于2軌的高度衛(wèi)在軌所具有的機(jī)械能大于軌道所具有的機(jī)械選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在各個(gè)軌道上運(yùn)動，只有萬有引力做，機(jī)械能守恒在A點(diǎn)重力勢能最小動最，速率最大故星在3軌道所具有的最大速率大于在2軌道所具有的最大速率，選項(xiàng)D錯(cuò)．vC[解析]對近月衛(wèi)有2＝解得線速度v

πRRv＝2π

R

，選項(xiàng)、B錯(cuò)；月球表面的重力加速度g＝2，在月球上以較小的初vRv速度v豎上拋的體上升的最大高度為H＝項(xiàng)C正確拋出到落回拋2v2Rv出點(diǎn)所用的時(shí)間＝＝，選項(xiàng)D錯(cuò)．Mm．[析]設(shè)球的軌道半徑為r，據(jù)牛頓第二定律得＝mr

r，又GM＝gR，可得r＝

gRTπ

r，由月地距離遠(yuǎn)大于地球半徑，所傳播時(shí)間約為t＝＝c

gRTπ

，本題只有選項(xiàng)B確．

向22rr22r22r2r2r2向22rr22r22r2r2r2Mm．[析]由＝可知“空間站”運(yùn)行的加速度等于其所在度處（R）GMmv的重力加速選A確；由＝解＝

GMr

由意可知：“空間站”軌道半徑為＋h步衛(wèi)星軌道半徑為R10h則“空間站”運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的

R＋10h倍選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于“空間站”運(yùn)行角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速所以R＋站在地球赤道上的人觀察到“空間站”向東運(yùn)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在“空間站”工作的宇航員因完全失重而在其中懸浮或靜，選項(xiàng)D錯(cuò)．．BD[解析小行星對地球的引力遠(yuǎn)小于太陽對球的引所以小行星對地球的軌道沒有造成影地對小行星的引力相比太陽對小行星的引力不能忽知地球?qū)m小行星的軌道會造成影響項(xiàng)A錯(cuò)若只考慮太陽引力萬引力提供向心rmv＝得v＝

GMr

由地球在P點(diǎn)到太陽的距離小于小行在點(diǎn)太陽的距離即r所地球在P點(diǎn)線速度大于行星在Q的線速度選B確；只考慮地球引12力速＝

GM′由小行星在Q到地球的距離小于同步衛(wèi)星到地球的距所小r′行星在Q點(diǎn)加速度大于同步衛(wèi)星在軌道上的加速選C誤；小行星在Q點(diǎn)有被地球俘獲變成地球的衛(wèi)星是為它在Q點(diǎn)速率大于第一宇宙速選項(xiàng)正．．[解析]飛船發(fā)射階段加速上，其加速度向，處于超重狀，項(xiàng)A正確；從軌道上近月點(diǎn)飛到月面著陸點(diǎn)D，船減速下降處于超重狀態(tài)選錯(cuò)誤；飛船在環(huán)繞月球的圓軌道上B處入橢圓軌道是低軌道所以要點(diǎn)火減選C正；Mm根據(jù)G＝ma知飛船在環(huán)繞月球的橢圓軌道上時(shí)經(jīng)過B處加度等于其在圓軌道上r時(shí)經(jīng)過的加速選項(xiàng)錯(cuò)．．Trπ（h－r）2

Rarcsin＋arcsinT[解析](1)設(shè)衛(wèi)星B繞心轉(zhuǎn)動的周期為，根據(jù)萬有引力定律和圓運(yùn)動的規(guī)律有MmG＝T

2①M(fèi)mG＝′

2

②式中，G為力常量，M地球質(zhì)，、m分別為衛(wèi)星A、的量．由①②式得rT′2③(2)設(shè)衛(wèi)星A和連地不能直接訊的最長