必考点06 天体运动-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点06 天体运动 题型一 万有引力作用下圆周运动 1．2021年2月24日，“天问一号” 探测器进入火星停泊轨道，并于5月15日成功着陆于火星乌托邦平原。若火星半径为R，质量为M，引力常量为G，着陆前质量为m的“天问一号” 距火星表面高度h，则此时火星对“天问一号”的万有引力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】 由万有引力公式可得火星对“天问一号”的万有引力大小为 故A正确，BCD错误。 故选A。 2．由万有引力定律可知，把两质点间的距离增加为原来的2倍时，它们之间的引力变为原来的（　　） A． B． C．2倍 D．4倍 【答案】A 【解析】 根据公式 可知，把两质点间的距离增加为原来的2倍时，它们之间的引力变为原来的，BCD错误，A正确。 故选A。 3．浩瀚的宇宙中，大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外距离地球最近的星系。已知大麦哲伦云的质量为M1，小麦哲伦云的质量为M2，它们之间的距离为r，引力常量为G，则它们之间的万有引力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】 根据万有引力定律可知大麦哲伦云和小麦哲伦云之间的万有引力大小为 故选A。 【解题技巧提炼】 分析天体运动的主要思路 (1)一个模型 无论是自然天体(行星，月球等)，还是人造航天器(人造卫星，空间站等)，只要研究对象的轨迹是圆形，就可将其简化为质点的匀速圆周运动． (2)两条规律 ①中心天体表面附近重力近似等于万有引力，即，则(g表示中心天体表面附近的重力加速度． ②绕中心天体的行星或卫星的运动近似看作匀速圆周运动，所受的万有引力等于其向心力，即： 题型二 人造卫星 4．如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。则下列关系正确的是（　　） A．物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度 B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度 C．物体A随地球自转的向心加速度大于卫星C的向心加速度 D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期 【答案】A 【解析】 A．C为地球同步卫星，其角速度和地球自转角速度相同，即AC的相等；B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C离地高到大于地球半径，根据公式 解得 即 则物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度，A正确； B．根据 解得 即卫星的轨道半径越大，卫星的线速度越小，故 B错误； C．根据公式 可得物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度，C错误； D．C是地球同步卫星，和地球自转周期相同，则物体A随地球自转的周期与卫星C的周期相等，D错误。 故选A。 【解题技巧提炼】 1．人造卫星的分类 在地球上水平抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，变为一颗人造地球卫星，简称人造卫星． ①人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中轨道卫星、高轨道卫星，以及地球同步轨道卫星、极地轨道卫星等． ②人造卫星按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星． 2．人造卫星的运动规律 卫星运行的轨道一般为椭圆形，中学阶段我们只考虑卫星的轨道为圆形的情况，这样卫星受到的万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力． 设卫星的轨道半径为r，线速度大小为v，角速度大小为，周期为T，向心加速度为a． 线速度 或 轨道半径越大，环绕天体的线速度、角速度和向心加速度越小，周期越大 角速度 或 环绕周期 或 向心加速度 或.. 轨道平面规律 高轨低速大周期 3．近地卫星 近地卫星的轨道半径近似等于地球的R，其运行的速度km/s，是所有卫星的最大绕行速度，运行周期T=85 min，是所有卫星的最小周期；向心加速度m/s2，是所有卫星的最大加速度． 4．同步卫星 相对地面静止，跟地球自转同步的卫星叫做地球同步卫星，也称为静止轨道卫星． ①周期一定：T=24h ②角速度一定：其绕地运行的角速度等于地球自转的角速度． ③轨道一定 a．所有同步卫星的轨道必在赤道平面内 b．所有同步卫星的轨道半径都相同，即在同一轨道运动， 据，得 km，卫星离地面高度= km，确定的高度为 km ④环绕线速度一定：在轨道半径一定的条件下，同步卫星的环绕速率也一定，且为： km/s且环绕方向为地球自转方向 ⑤向心加速度大小一定： 在轨道半径一定的条件下，同步卫星的向心加速度的大小一定，由牛顿第二定律和万有引力定律得：，其向心加速度大小都约为0.23m/s2 5．同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较 如图所示，用A代表同步卫星，B代表近地卫星，C代表赤道上的物体. 同步卫星A和近地卫星B都是卫星，绕地球运行的向心力由地球对它们的万有引力提供，所以卫