《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2.pdf》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2.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、卫星的发射和运行卫星的发射和运行 1.模型特点 2处理方法 由mr2mrma，分析相应轨道上的v、T、a、Ek、Ep、E。 GMm r2 mv2 r 42 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 通过关系式a讨论椭圆轨道上距地心不同距离处的加速度大小。 GM 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
2、选(2016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t0t2 所以t 2 0 2 gR2
3、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 所以t 2 0 2 0 gR2 r3 答案 或 2 gR2 r3 0 2 0 gR2 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( ) A. B. C. D. 3 9 2 3 3 2 2 3 3 2 3 9 解析：选 A 由9N2，T1N，解得： 。根据开普勒定律，( ) ( 2 T1 2 T2) T2 T1 9 8 r2 r1 9 8 ，线速度v，则
4、( ) ，A 正确。 2 3 2r T v1 v2 r1 r2 T2 T1 8 9 2 3 9 8 3 9 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 层后，空气阻力做负功，机械能减小，D 错误；由mm2r得：v， ， GMm r2 v2 r GM r G
5、M r3 故随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 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； 由Gma可得轨道半径越大的天体加速度越小，选项 C 正确 ； 同步卫星只能在赤道的正上 Mm r2 方运行，不可能过北
6、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
7、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”)。 解析 ： 根据万有引力定律FG， 因r减小，F增大 ； 又根据Gm， 动能Ekmv2G Mm r2 Mm r2 v2 r 1 2 ，因r减小，Ek增大。 Mm 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
8、道， 最后在椭圆轨道的远地点B点 再次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 Gma Mm Rh12 物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则Gmg Mm R2 解以上两式得a R2g 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 Gm(Rh2) Mm Rh22 42 T2 由两式解得h2 R 3 gR2T2 42 答案：(1) (2) R R2g Rh12 3 gR2T2 42