小专题8.6 天体运行中的能量问题-新教材试题情景分组训练网丨2019-2020年高中物理小微专题精准讲义（人教必修第二册）

第八章 机械能守恒定律 小专题6　天体运行中的能量问题 【知识清单】 1.卫星或航天器在同一圆形轨道上运行时，机械能不变 2.卫星或航天器在同一椭圆形轨道上运行时，机械能不变，越靠近远地点时卫星的动能越小、引力势能越大 3.相同质量的卫星或航天器在不同圆形轨道上运行时，机械能不同：轨道半径越大，动能越小、引力势能越大、机械能越大 4.卫星从低轨道向高轨道变轨时机械能要增大，发动机对卫星做正功。发动机向运动反方向喷气的短暂过程中，卫星的动能瞬间增大、引力势能几乎不变，卫星开始做离心运动。卫星在做离心运动的过程中，引力做负功，不考虑介质阻力也无动力时，引力势能增大、动能减小、机械能不变。 5.卫星在稀薄大气中运行时，微弱的气体阻力使卫星的机械能缓慢减小，导致其轨道半径缓慢减小、动能却缓慢增大 【考点题组】 【题组一】轨道运行中的功与能 1.2010年1月17日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第三颗北斗导航卫星送入预定轨道，这标志着北斗导航卫星系统工程建设又迈出重要一步。我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统在四川汶川抗震救灾和北京奥运会中发挥了巨大的作用。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为，某时刻2颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中错误的是: A．这2颗卫星的加速度大小相等，均为 B．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2 C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为 D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零 2.火星是太阳系由内往外数的第四颗大行星，直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，人类对火星已发射了多个探测器。设想在火星表面附近绕火星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为EK1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量人造卫星的动能为EK2，则 约为 （ ） A．0.2 B．0.4 C．2.5 D．5 3.我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成“组合体”。对接后的“组合体”仍在“天宫二号”的轨道上运行。“组合体”和“天宫二号”运动的轨道均可视为圆轨道，“组合体”和“天宫二号”相比，“组合体”运行的 A．周期变小 B．角速度变大 C．动能变大 D．向心加速度变小 4.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 A. 周期可以不同 B. 离地高度可以不同 C. 动能可以不同 D. 运行速率可以不同 5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能增大为原来的4倍,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的（ ） A．向心加速度大小之比为1∶4 B．轨道半径之比为4∶1 C．周期之比为4∶1 D．角速度大小之比为1∶2 6.某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为 A． B． C． D． 7.（2017课标II，19．6分）如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中CD A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 8.“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示．关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（　　） A．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 B．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度等于在Q点的加速度大小 D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，机械能不变 【题组二】变轨过程中的功与能 1.2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如图所示．“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道Ⅰ上运行，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点，则有关“嫦娥三号”下列说法正确的是 A．由于轨道Ⅱ与轨道Ⅰ都是绕月球运行，因此“嫦娥三号”在两轨道上运行具有相同的周期 B．“嫦娥三号”从P