高考物理一轮复习 考点大通关 专题4.5 宇宙航行学案-人教版高三全册物理学案.doc

专题4.5宇宙航行考点精讲一、宇宙速度1．第一宇宙速度(环绕速度)(1)数值v1＝7.9km/s是人造卫星的最小发射速度也是人造卫星最大的环绕速度．(2)第一宇宙速度的计算方法①由G＝m得v＝．②由mg＝m得v＝．2．第二宇宙速度(脱离速度)：v2＝11.2km/s使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．3．第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝16.7km/s使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．二、人造卫星1．卫星的轨道(1)赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内同步卫星就是其中的一种．(2)极地轨道：卫星的轨道过南北两极即在垂直于赤道的平面内如极地气象卫星．(3)其他轨道：除以上两种轨道外的卫星轨道且轨道平面一定通过地球的球心．2．地球同步卫星的特点(1)轨道平面一定：轨道平面和赤道平面重合．(2)周期一定：与地球自转周期相同即T＝24h＝86400s.(3)角速度一定：与地球自转的角速度相同．(4)高度一定：据G＝mr得r＝＝4.23×104km卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量)．(5)绕行方向一定：与地球自转的方向一致．3．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律4．卫星运动中的机械能(1)只在万有引力作用下卫星绕中心天体做匀速圆周运动和沿椭圆轨道运动机械能均守恒这里的机械能包括卫星的动能和卫星(与中心天体)的引力势能．(2)质量相同的卫星圆轨道半径越大动能越小势能越大机械能越大．三、1．解决天体圆周运动问题的两条思路(1)在中心天体表面或附近而又不涉及中心天体自转运动时万有引力等于重力即G＝mg整理得GM＝gR2称为黄金代换．(g表示天体表面的重力加速度)(2)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力即G＝m＝mrω2＝m＝man.2．用好“二级结论”速解参量比较问题“二级结论”有：(1)向心加速度a∝r越大a越小；(2)线速度v∝r越大v越小r＝R时的v即第一宇宙速度(绕行天体在圆轨道上最大的线速度发射卫星时的最小发射速度)；(3)角速度ω∝r越大ω越小；(4)周期T∝r越大T越大．即“高轨低速周期长低轨高速周期短”．考点精练题组1人造卫星1．关于人造地球卫星下列说法正确的是(已知地球半径为6400km)()A．运行的轨道半径越大线速度也越大B．运行的速率可能等于8.3km/sC．运行的轨道半径越大周期也越大D．运行的周期可能等于80min【答案】C2．如图所示a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于Pb、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方下列说法中正确的是()A．a、c的线速度大小相等且小于d的线速度B．b、c的角速度大小相等且小于a的角速度C．a、c的加速度大小相等且大于b的加速度D．b、c的周期相等【答案】C【解析】根据a、c的轨道相交于P可知二者轨道半径相同a、c的线速度大小相等且大于d的线速度选项A错误；b、c的角速度大小不相等选项B错误．a、c的加速度大小相等且大于b的加速度选项C正确；b的周期大于c的周期选项D错误。3．关于人造地球卫星下列说法正确的是(已知地球半径为6400km)()A．运行的轨道半径越大线速度也越大B．运行的速率可能等于8.3km/sC．运行的轨道半径越大周期也越大D．运行的周期可能等于80min【答案】C4．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．质量可以不同B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同D．速率可以不同【答案】A【解析】同步卫星轨道只能在赤道平面内高度一定轨道半径一定速率一定但质量可以不同A项正确。5．研究表明地球自转在逐渐变慢3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去地球的其他条件都不变未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大【答案】A题组2三种宇宙速度1．关于人造地球卫星的运行速度和发射速度以下说法中正确的是()A．低轨道卫星的运行速度大发射速度也大B．低轨道卫星的运行速度大但发射速度小C．高轨道卫星的运行速度小发射速度也小D．高轨道卫星的运行速度小但发射速度大【答案】BD【解析】对于人造地球卫星其做匀速圆周运动的线速度由G＝m得v＝可看出线速度随着半径的增大而减小．将卫星发射到越远的轨道上所需要的发射速度就越大故B、D正确。2．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2＝v1。已知某星球的半径为r它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。不计其他星球的影响。则该星球的第二宇宙