第4章 第5讲 人造卫星 宇宙速度-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第四章 曲线运动与万有引力定律 第5讲　人造卫星　宇宙速度 返回目录 考点 eq \a\vs4\al(1) 卫星运行参量的分析(互动共研) 1．卫星运动各物理量随轨道半径变化的规律 返回目录 万有引力 解析　对卫星，有G eq \f(Mm,r2) ＝ma＝m eq \f(v2,r) ＝m eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T))) eq \s\up12(2) r，因为ra＜rb＜rc，加速度a＝ eq \f(GM,r2) ，所以三颗卫星的加速度大小aa＞ab＞ac；速度v＝ eq \r(\f(GM,r)) ，所以三颗卫星的运行速度大小va＞vb＞vc；周期T＝2π eq \r(\f(r3,GM)) ，所以三颗卫星的运行周期Ta＜Tb＜Tc；由F＝ eq \f(GMm,r2) ，因为三颗卫星受到的万有引力大小相等，所以三颗卫星的质量ma＜mb＜mc，选项B正确。 1．2020年3月9日，北斗54号卫星“吉星”入轨，离北斗全球组网成功仅一步之遥。在疫情防控期间，北斗导航系统在精准排查、智慧物流中都发挥了重要作用。“吉星”为地球同步卫星，轨道半径为地球半径的6.6倍，有一颗地球极地轨道卫星“小哲”，轨道半径为地球半径的3.17倍，已知 eq \f(6.63,3.173) ＝9，则(　　) A．“小哲”的公转线速度大小约为“吉星”的2倍 B．“‘小哲”的公转角速度大小约为“吉星”的2倍 C．“小哲”的公转向心加速度大小约为“吉星”的3倍 D．“小哲”的公转周期约为“吉星”的 eq \f(1,3) 返回目录 赤道 24 h 返回目录 环绕 7.9 11.2 16.7 返回目录 × √ √ × √ × √ 2．(多选)(2021·湖南高考)2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道。根据任务安排，后续将发射问天实验舱和梦天实验舱，计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的 eq \f(1,16) 。下列说法正确的是(　　) A．核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,17))) eq \s\up12(2) B．核心舱在轨道上飞行的速度大于7.9 km/s C．核心舱在轨道上飞行的周期小于24 h D．后续加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小 返回目录 答案　AC 返回目录 返回目录 答案　C 返回目录 3．(多选)如图所示，卫星a没有发射，停放在地球的赤道上随地球自转；卫星b发射成功，在地球赤道上空贴着地表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是(　　) A．a、b做匀速圆周运动所需的向心力大小相等 B．b做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度g C．a、b做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度 D．a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期 返回目录 于b的线速度，即a的线速度小于第一宇宙速度，C项错误；a在赤道上随地球自转而做圆周运动，自转周期等于地球的自转周期，同步卫星的周期也等于地球的自转周期，所以a做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，D项正确。 答案　BD 返回目录 4．如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径)，c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是(　　) A．b卫星转动线速度大于7.9 km/s B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 eq \a\vs4\al(aa) ＞ab＞ac C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Tc＞Tb＞Ta D．在b、c中，b的速度大 返回目录 答案　D 赤道上的物体、近地卫星、同步卫星各参数之间的比较 比较内容 赤道上的物体 近地卫星 同步卫星 向心力来源 万有引力与支持力的合力 万有引力 向心力方向 指向地心 重力与万有 引力的关系 重力略小于万有引力 重力等于万有引力 返回目录 比较内容 赤道上的物体 近地卫星 同步卫星 线速度 v1＝ω1R v2＝ eq \r(\f(GM,R)) v3＝ω3(R＋h) ＝ eq \r(\f(GM,R＋h)) v1＜v3＜v2(v2为第一宇宙速度) 角速度 ω1＝ω自 ω2＝ eq \r(\f(GM,R3)) ω3＝ω自＝ eq \r(\f(GM,（R＋h）3)) ω1＝ω3＜ω2 向心加速度 a1＝ω12R a2＝ω22R＝ eq \f(GM,R2)