2024届高考物理一轮复习学案：万有引力定律与宇宙航行-宇宙速度、卫星变轨

高考高考一轮复习-高考一轮复习-万有引力定律与宇宙航行 宇宙速度、卫星变轨 1 宇宙速度 2 卫星运行参量与轨道半径的关系 3 同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较 4 卫星变轨问题中各物理量的比较 宇宙速度 （1）运行速度是指卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度，满足v＝，大圆小圆越远越慢，当r为地球半径（近地卫星）时，对应的速度有最大值v＝7.9 km/s。 （2）发射速度是指卫星在地面附近离开发射装置的初速度（相对地球），第一、二、三宇宙速度都是指卫星相对于地球的不同发射速度，卫星在发射过程中要克服地球引力做功，发射越远所需发射速度越大，最小发射速度为第一宇宙速度v＝7.9 km/s。 （3）发射速度越大，卫星运行的圆周轨道半径越大，卫星的运行速度越小，当v发＝11.2 km/s时，卫星可挣脱地球引力的束缚；当v发＝16.7 km/s时，卫星可挣脱太阳引力的束缚。 1.如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同的速度v水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，则下列说法错误的是（　　） A．以v<7.9km/s的速度抛出的物体可能落在A点 B．以7.9km/s<v<11.2km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动，在远地点的速率必小于7.9km/s C．以7.9km/s<v<11.2km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动，在远地点的速率可能超过7.9km/s D．以11.2km/s<v<16.7km/s的速度抛出的物体将脱离地球 2.下列说法正确的是（　　） A．太阳对地球的引力大于地球对太阳的引力 B．第一宇宙速度是最大的环绕速度 C．第一宇宙速度大于第二宇宙速度 D．在空间站中，宇航员不再受到地球引力作用 3.2022年10月9日，中国成功发射“夸父一号”先进天基太阳天文台卫星，卫星进入预定的太阳同步晨昏轨道，可全年不间断对日观测。已知卫星在距地面720km的近似圆形轨道上绕地运行，周期为99min。下列说法正确的是（　　） A．“夸父一号”的发射速度大于11.2km/s B．“夸父一号”的运行速度大于7.9km/s C．“夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度 D．“夸父一号”受到的向心力大于地球同步卫星受到的向心力 4．我国首次火星探测任务于2021年5月15日成功实现火星着陆。已知火星质量约为地球质量的，半径约为地球半径的1/2，下列说法正确的是（    ） A．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 B．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 C．火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 D．火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 5.第一宇宙速度又叫做环绕速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的倍。有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把物质紧紧地压在一起，密度极大，其逃逸速度大于光速，这样的天体称为黑洞。已知地球的半径约为6400km，地球表面附近的重力加速度约为10m/s2，光速约为，不考虑地球的自转。倘若地球保持质量不变收缩成为黑洞，该黑洞半径的最大值接近（　　） A．0.01m B．0.1m C．1m D．10m 卫星运行参量与轨道半径的关系 1.理论：天上飞的F万=F向 2.G＝ 3.一定四定，越远越慢 4．r＝R＋h. 1．北京时间2022年10月15日，我国成功将“遥感36号卫星”送入预定轨道。该卫星主要用于地球上的自然资源进行综合考察，对于我国国土面积的研究具有非常重要的意义。已知“36号卫星”及空间站的绕行方向均与地球自转方向相同，它们的轨道均为圆形，距地球表面的高度分别为800km和400km。如图所示地球的半径约为6400km．下列说法正确的是（    ） A．与空间站相比，“36号卫星”的运行速率更大 B．与空间站相比，“36号卫星”的机械能更大 C．与空间站相比，“36号卫星”的周期更大 D．相同时间内，空间站与地心连线扫过的面积比“三十六号”卫星与地心连线扫过的面积更大 2．1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功。至今中国已发射了几百颗环绕地球运行的人造地球卫星。若把人造地球卫星的运动看成匀速圆周运动，下列说法中正确的是 A．轨道半径大的卫星，其运行的线速度也大（　　） B．轨道半径大的卫星，其运行的周期也大 C．轨道半径大的卫星，其运行的角速度也大 D．轨道半径大的卫星，其向心加速度也大 3.如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2。则（　　） A． B． C． D．