《2019年高中物理第六章专题强化练2卫星的发射和运行讲义含解析新人教版必修220190531225.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理第六章专题强化练2卫星的发射和运行讲义含解析新人教版必修220190531225.wps（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、卫星的发射和运行 1.模型特点 2处理方法 GMm mv2 42 由 mr2mr ma，分析相应轨道上的 v、T、a、Ek、Ep、E。 r2 r T2 3卫星、飞船做椭圆运动 此时可以通过开普勒第二定律讨论卫星、飞船在同一椭圆轨道上不同位置的线速度大小， 或可以通过开普勒第三定律讨论卫星、飞船在不同椭圆轨道上运动的周期大小，还可以通过关 GM 系式 a 讨论椭圆轨道上距地心不同距离处的加速度大小。 r2 4.飞船对接问题 两飞船实现对接前应处于高低不同的两轨道上，目标船处于较高轨道，在较低轨道上运动 的对接船通过合理的加速，可以提升高度并追上目标船与其完成对接。 典型例题 例 1.多选(201
2、6扬州高一检测)如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图，先将卫 星送入一个近地圆轨道，然后在 P 点点火加速，进入椭圆转移轨道，其中 P 是近地点，Q 是远 地点，在 Q 点再次点火加速进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道的运行速率为 v1，加速度大小 为 a1；在 P 点短时间点火加速之后，速率为 v2，加速度大小为 a2；沿转移轨道刚到达 Q 点速 率为 v3，加速度大小为 a3；在 Q 点点火加速之后进入圆轨道，速率为 v4，加速度大小为 a4， 则( ) Av1v2 a1m ，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆；若速度 v 增大，则 F0，即航天飞机高度低于同步卫星高度，用 t 表示所需时间，则
3、 t0t2 2 所以 t 0 2 gR2 r3 0 若 0，即航天飞机高度高于同步卫星高度，用 t 表示所需时间，则 0tt2 2 2 所以 t 0 gR2 0 r3 2 2 答案 或 gR2 gR2 0 0 r3 r3 即时巩固 2如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，已知甲卫星的周期为 N 小时，每过 9N 小时，乙卫星都要运动到与甲卫星同居于地球一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的 线速度之比为( ) 3 3 9 3 3 2 2 A. B. C. D. 2 2 3 3 3 9 2 2 T2 9 r2 9 2 解析：选 A 由( T 2 )9N2，T 1N，解得： 。根据开普勒定
4、律， ( ) ， T1 T1 8 r1 8 3 2r v1 r1 T2 8 2 9 3 9 线速度 v ，则 ( ) ，A 正确。 T v2 r2 T1 9 3 8 2 1俄罗斯车里雅宾斯克州曾发生过天体坠落事件。一块陨石从外太空飞向地球，到 A 点 刚好进入大气层，由于受地球引力和大气层空气阻力的作用，轨道半径渐渐变小，则下列说法 中正确的是( ) A陨石正减速飞向 A 处 B陨石绕地球运转时角速度渐渐变小 C陨石绕地球运转时速度渐渐变大 D进入大气层陨石的机械能渐渐变大 解析：选 C 陨石进入大气层前，只有万有引力做正功，速度增大，A 错误；进入大气层 GMm v2 GM GM 后，空气阻
5、力做负功，机械能减小，D 错 误；由 m m2r 得：v ， ，故随 r2 r r r3 r 减小，v、 均增大，B 错误，C 正确。 2多选甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行 高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是( ) A甲的周期大于乙的周期 4 B乙的速度大于第一宇宙速度 C甲的加速度小于乙的加速度 D甲在运行时能经过北极的正上方 解析：选 AC 对同一个中心天体而言，根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大， 周期就越长，选项 A 正确；第一宇宙速度是卫星环绕地球运行的最大线速度，选项 B 错误； Mm 由 G ma 可得轨道半径越大的天体
6、加速度越小，选项 C 正确；同步卫星只能在赤道的正上方 r2 运行，不可能过北极的正上方，选项 D 错误。 3多选我国探月探测器“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，此飞行轨道 示意图如图所示，探测器从地面发射后奔向月球，在 P 点从圆形轨道 进入椭圆轨道 ，Q 为 “”轨道 上的近月点。下列关于 嫦娥三号 的运动，正确的说法是( ) A发射速度一定大于 7.9 km/s B在轨道 上从 P 到 Q 的过程中速率不断增大 C在轨道 上经过 P 的速度小于在轨道 上经过 P 的速度 D在轨道 上经过 P 的加速度小于在轨道 上经过 P 的加速度 解析：选 ABC“” 嫦娥三号 探测器的发射
7、速度一定大于 7.9 km/s，A正确；在轨道 上 从 P 到 Q 的过程中速率不断增大，B“”正确； 嫦娥三号 从轨道 上运动到轨道 上要减速， 故在轨道 上经过 P 的速度小于在轨道 上经过 P 的速度，C正确；在轨道 上经过 P 的加速 度等于在轨道 上经过 P 的加速度，D 错误。 4人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过 程中，卫星所受万有引力大小将_；其动能将_(“”“”均填 减小 或 增大 )。 Mm Mm v2 1 解析：根据万有引力定律 FG ，因 r 减小，F 增大；又根据 G m ，动能 Ek mv2G r2 r2 r 2 Mm ，因
8、r 减小，Ek增大。 2r 答案：增大 增大 5(2016太原高一检测)发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为 h1的近地 圆轨道上，在卫星经过 A 点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点 B 点再次 5 点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为 T，地球的半径为 R，地球 表面重力加速度为 g，忽略地球自转的影响。求： (1)卫星在近地点 A 的加速度大小； (2)远地点 B 距地面的高度。 解 析：(1)设地球质量为 M，卫星质量为 m，万有引力常量为 G，卫星在 A 点的加速度为 a， 由牛顿第二定律得 Mm G ma Rh12 Mm 物体 在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则 G mg R2 R2g 解以上两式得 a Rh12 (2)设远地点 B 距地面高度为 h2，卫星受到的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 Mm 42 G m (Rh2) Rh22 T2 3 gR 2T2 由两式解得 h2 R 42 R2g 3 gR 2T2 答案：(1) (2) R Rh12 42 6 7