1、第三節(jié) 人造衛(wèi)星考點(diǎn)整合1一、近快遠(yuǎn)慢：1、同一中心天體的不同衛(wèi)星，近快遠(yuǎn)慢。速度v大、轉(zhuǎn)一圈時(shí)間T短為快，速度v方向變化快a大2、衛(wèi)星在橢圓軌道上，近快遠(yuǎn)慢。例1：2003年8月29日，火星、地球和太陽處于三點(diǎn)一線上，上演了“火星沖日”的天象奇觀，這是6萬年來火星距地球最近的一次，與地球之間的距離只有5，576萬公里，為人類研究火星提供了最佳時(shí)機(jī)如圖所示為美國宇航局最新公布的“火星沖日”的虛擬圖，則（BD）A2003年8月29日，火星的線速度大于地球的線速度B2003年8月29日，火星的加速度小于地球的加速度C2004年8月29日，必將產(chǎn)生下一個(gè)“火星沖日”D火星離地球最遠(yuǎn)時(shí)，火星、太陽、地

2、球三者必在一條直線上解析：由于“近快遠(yuǎn)慢”，火星的速度小于地球。由 ，火星的加速度小于地球。經(jīng)過1“地球年”，地球又到達(dá)此時(shí)位置，但運(yùn)行較慢的火星未到達(dá)。由于火星、地球均以太陽為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，故火地最遠(yuǎn)時(shí)，其連線必過太陽。 基礎(chǔ)練習(xí)11、（88上海）設(shè)人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星離地面越高，則衛(wèi)星的（ ）A、速度越大 B、角速度越大 C、向心加速度越大 D、周期越長2、（94）人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大,則( ).A、速度越小,周期越小 B、速度越小,周期越大C、速度越大,周期越小 D、速度越大,周期越大3、（04江蘇）若人造衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（

3、 ） A、衛(wèi)星的軌道半徑越大，它的運(yùn)行速度越大 D、衛(wèi)星的軌道半徑越大，它的運(yùn)行速度越小 C、衛(wèi)星的質(zhì)量一定時(shí)，軌道半徑越大，它需要的向心力越大 D、衛(wèi)星的質(zhì)量一定時(shí)，軌道半徑越大，它需要的向心力越小4、（07廣基）現(xiàn)有兩顆繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星A和B，它們的軌道半徑分別為rA和rB。如果rArB，則（ ）A衛(wèi)星A的運(yùn)動(dòng)周期比衛(wèi)星B的運(yùn)動(dòng)周期大B衛(wèi)星A的線速度比衛(wèi)星B的線速度大C衛(wèi)星A的角速度比衛(wèi)星B的角速度大D衛(wèi)星A的加速度比衛(wèi)星B的加速度大5、（99上海）把太陽系各行星的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則離太陽越遠(yuǎn)的行星（ ）周期越小 線速度越小 角速度越小 加速度越小6、（04上海）

4、火星有兩顆衛(wèi)星，分別為火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓，已知火衛(wèi)一的周期為7小時(shí)39分，火衛(wèi)二的周期為30小時(shí)18分，則兩顆衛(wèi)星相比（ ）A火衛(wèi)一距火星表面較近 B火衛(wèi)二的角速度較大C火衛(wèi)一的運(yùn)動(dòng)速度較大 D火衛(wèi)二的向心加速度較大經(jīng)典習(xí)題17、（09安徽）2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說法中正確的是DA. 甲的運(yùn)行周期一定比乙的長 B. 甲距地面的高度

5、一定比乙的高C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大8、（09廣東理基）宇宙飛船在半徑為R。的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為R2，R1>R2。宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船的（ D ） A線速度變小 B角速度變小 C周期變大 D向心加速度變大9、（07重慶）土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星，都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動(dòng)，其參數(shù)如表。兩衛(wèi)星相比，土衛(wèi)十（ ） 衛(wèi)星半徑(m)衛(wèi)星質(zhì)量(kg)軌道半徑(m)土衛(wèi)十8.90×1042.01×10181.51×108土衛(wèi)十一5.70×1045.60×1017

6、1.51×108A受土星的萬有引力較大 B繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期較大C繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較大 D動(dòng)能較大 考點(diǎn)整合2二、近地衛(wèi)星1、衛(wèi)星運(yùn)行軌道接近星球表面，軌道半徑為星球半徑，運(yùn)行速度稱為第一宇宙速度vI。 周期約1.4h，（約84min）2、第一宇宙速度的計(jì)算公式 由 ， vI= 或由 mg= , vI= g為星球表面重力加速度，R為星球半徑。3、第一宇宙速度是衛(wèi)星運(yùn)行的最大速度由 =mv2/r ，v= 。由于r R，（衛(wèi)星軌道半徑r、星球半徑R）故衛(wèi)星運(yùn)行速度v vI4、第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度。例 2：（06北京）一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該

7、行星飛行。認(rèn)為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測量（ C ）A.飛船的軌道半徑 B.飛船的運(yùn)行速度C.飛船的運(yùn)行周期 D.行星的質(zhì)量解析：行星密度=M/V= ，故需要M/R3 。由 ， 得 ，故= 。因此，只要知道近地衛(wèi)星的運(yùn)行周期，即可求出星球密度記住此常用結(jié)論。基礎(chǔ)練習(xí)210、（06重慶）宇航員在月球上做自由落體實(shí)驗(yàn)，將某物體由距月球表面高h(yuǎn)處釋放，經(jīng)時(shí)間t后落到月球表面（設(shè)月球半徑為R）。據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速率為（ ）A. B. C. D. 11、（82）設(shè)行星A和行星B是兩個(gè)均勻球體。A與B的質(zhì)量之比mA：mB=2：1；A

8、與B的半徑之比RA：RB=1：2。行星A的衛(wèi)星a沿圓軌道運(yùn)行的周期為TA，行星B的衛(wèi)星b沿圓軌道運(yùn)行的周期為TB，兩衛(wèi)星的圓軌道都非常接近各自的行星表面，則它們運(yùn)行的周期之比為（ ）A.TA：TB=1：4 B.TA：TB=1：2 C.TA：TB=2：1 D.TA：TB=4：112、（07天津）我國繞月探測工程的預(yù)先研究和工程實(shí)施已取得重要進(jìn)展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1.、R2，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v，對應(yīng)的環(huán)繞周期為T，則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為（ ）A. ， B. ， C. ， D. ，經(jīng)典習(xí)題213、（07北京）不久前歐洲天文學(xué)

9、界發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581c”。該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍。設(shè)想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運(yùn)行的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為Ek1，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運(yùn)行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動(dòng)能為Ek2，則Ek1：Ek2為（ ）A0.13 B0.3 C3.33 D7.514、（05北京）已知地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑大約是月球半徑的4倍。不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)的影響，由以上數(shù)據(jù)可推算出（ ）A.地球的平均密度與月球的平均密度之比約為98B.地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比約為94C.靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期與靠近月球表面

10、沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期之比約為89D.靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器線速度與靠近月球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器線速度之比約為81415、（09全國1）天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的4.7倍，質(zhì)量是地球的25倍。已知某一近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1.4小時(shí)，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,由此估算該行星的平均密度為( )A.1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3 C. 1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m3 16、（07山東）2007年4月24日，歐洲

11、科學(xué)家宣布在太陽之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese581c。這顆圍繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍 ，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說法正確是（ ）A飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天B飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大DGliese581c的平均密度比地球平均密度小 考點(diǎn)整合3三、同步衛(wèi)星1

12、、同步：在赤道正上方，相對地面靜止，與地球自轉(zhuǎn)同步。2、常見物理量：周期T為地球自轉(zhuǎn)周期24h，距地面高度為36000km，軌道半徑為 的6.63倍。速度約為3km/s。3、常用公式： ，T=24h 。例3：設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是 （ B ）A = B = C =  D = 解析：設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為，同步衛(wèi)星和赤道物體的角速度均為。 a1=r2 , a2=R2 , 故 = ； ， ，故 = ?；A(chǔ)練習(xí)3：17、（93）同步衛(wèi)星是指相對于地面不動(dòng)的人造

13、地球衛(wèi)星（ ）A、它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同值B、它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方,但離地心的距離是一定的C、它只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同值D、它只能在赤道的正上方,且離地心的距離是一定的18、（08山東）據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77 赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是（ ）A、運(yùn)行速度大于7.9 km/sB、離地面高度一定，相對地面靜止C、繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D、向心

14、加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等19、（05廣東）已知萬有引力常量G，地球半徑R，月球和地球之間的距離r，同步衛(wèi)星距地面的高度h，月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1，地球的自轉(zhuǎn)周期T2，地球表面的重力加速度g。某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：同步衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，由 得 。請判斷上面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請給出正確的解法和結(jié)果。請根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果。經(jīng)典習(xí)題320、（90上海）已知地球的半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為g，在赤道上空一顆相對地球靜止的同步衛(wèi)星離開地面的高度是_ _(用以上三個(gè)量表示)21、（8

15、7）用m表示地球通訊衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)的質(zhì)量,h表示它離地面的高度,R0表示地球的半徑,g0表示地球表面處的重力加速度,0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度,則通訊衛(wèi)星所受的地球?qū)λ娜f有引力的大小等于（ ）A、0 B、m  C、  D、以上結(jié)果都不正確22、（99）地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由 求出。已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則（ ）Aa是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度Ba是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度Ca是赤道周長，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度Da是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期

16、，c是地球表面處的重力加速度23、（06江蘇）如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星 B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為 h。已知地球半徑為 R，地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為 g，O為地球中心。 （1）求衛(wèi)星 B的運(yùn)行周期。 （2）如衛(wèi)星 B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻 A、B兩衛(wèi)星相距最近（O、B、A在同一直線上），則至少經(jīng)過多長時(shí)間，他們再一次相距最近？ 考點(diǎn)整合4四、衛(wèi)星的發(fā)射和變軌1、同步衛(wèi)星的發(fā)射：需三次加速：進(jìn)入近地軌道的時(shí)刻、由近地軌道進(jìn)入橢圓軌道的近地點(diǎn)的時(shí)刻，由橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)進(jìn)入同步軌道的時(shí)刻。2、衛(wèi)星變軌1）衛(wèi)星運(yùn)行軌道半徑r越大，發(fā)射時(shí)

17、需克服引力做功越多，地面上需要的發(fā)射速度越大，所以運(yùn)行時(shí) 增加。2）衛(wèi)星變軌時(shí)的運(yùn)動(dòng)可由萬有引力和向心力的“供需”關(guān)系討論。3）衛(wèi)星變?yōu)榻墸寒?dāng)衛(wèi)星受到阻力作用后（或發(fā)動(dòng)機(jī)做負(fù)功），其總機(jī)械能要減小，衛(wèi)星必定只能降至低軌道上飛行，故R減小。由 可知，v要增大，動(dòng)能增大。重力勢能減少量大于動(dòng)能增加量。（解釋2：速度減小，萬有引力大于向心力，近心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑減?。辉谛萝壍郎线\(yùn)行速度較大）4)衛(wèi)星變?yōu)檫h(yuǎn)軌：發(fā)動(dòng)機(jī)做正功，衛(wèi)星機(jī)械能增大，升至高軌道上運(yùn)行，R變大。運(yùn)行速度v變小，重力勢能增加量大于動(dòng)能減少量。（解釋2：速度增大，萬有引力小于向心力，離心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑增大；在新軌道上運(yùn)行速度較?。├?

18、：(07全國2)假定地球，月球都靜止不動(dòng)，用火箭從地球沿地月連線向月球發(fā)射一探測器。假定探測器在地球表面附近脫離火箭。用W表示探測器從脫離火箭處飛到月球的過程中克服地球引力做的功，用Ek表示探測器脫離火箭時(shí)的動(dòng)能，若不計(jì)空氣阻力，則（ BD ）AEk必須大于或等于W，探測器才能到達(dá)月球BEk小于W，探測器也可能到達(dá)月球CEkW/2，探測器一定能到達(dá)月球 DEkW/2，探測器一定不能到達(dá)月球    解析：如圖，地月連線的中點(diǎn)為O，探測器從地到月的全過程克服地球引力做功為W；由于此過程中地球引力在逐漸減小，因此從地球表面到O點(diǎn)之前某位置P，克服地球引力做功為

19、W/2。連線上設(shè)定一位置Q，在Q點(diǎn)地球?qū)μ綔y器的引力等于月球?qū)μ綔y器的引力（由于地球質(zhì)量大于月球質(zhì)量，Q點(diǎn)更靠近月球）。因此探測器必須能通過Q點(diǎn)，才可到達(dá)月球。故探測器的發(fā)射動(dòng)能EK必定大于W/2，且可以小于W。 基礎(chǔ)練習(xí)4衛(wèi)星發(fā)射練習(xí)24、（09廣東物理）發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道。發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖。這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近（ ）A地球的引力較大 B地球自轉(zhuǎn)線速度較大C重力加速度較大 D地球自轉(zhuǎn)角速度較大25、（07上海綜）據(jù)報(bào)道，中國第一顆人造“探月”衛(wèi)星將于2007年下半年發(fā)射。有人建議，從節(jié)省火箭燃料考慮，將發(fā)射基地從西昌移至海

20、南。理由是 。                               26、（98上海）發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火。將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)（如圖），則當(dāng)衛(wèi)星分別在1，2，3 軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以

21、下說法正確的是（ ）A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1的速率B衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度衛(wèi)星變軌練習(xí)27、（00全國）某人造地球衛(wèi)星因受高空稀薄空氣的阻氣作用，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道會慢慢改變，每次測量中衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可近似看作圓周運(yùn)動(dòng)。某次測量衛(wèi)星的軌道半徑為r1，后來變?yōu)閞2，r2<r1。以Ek1、Ek2表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上的動(dòng)能，T1、T2表示衛(wèi)星在這兩上軌道上繞地運(yùn)動(dòng)的周期，則（ ） A、Ek2<Ek1， T2<T1 B、Ek2

22、<Ek1， T2>T1 C、Ek2>Ek1， T2<T1 D、Ek2>Ek1， T2>T1經(jīng)典習(xí)題428、（09山東）2008年9月25日至28日我國成功實(shí)施了“神舟”七號載入航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343千米處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是（ ）A飛船變軌前后的機(jī)械能相等 B飛船在圓軌道上時(shí)航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) C飛船在此圓軌道上運(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度 D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速

23、度   29、（05江蘇）某人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道可近似看作是以地心為中心的圓由于阻力作用，人造衛(wèi)星到地心的距離從r1慢慢變到r2，用EKl、EK2分別表示衛(wèi)星在這兩個(gè)軌道上的動(dòng)能，則（ ）A、r1<r2，EK1<EK2 B、r1>r2，EK1<EK2 C、r1<r2，EKt>Era D、r1>r2，EK1>EK230、（08廣東）如圖是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測。下列說法正確的是（ ）A發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達(dá)到第三宇宙

24、速度B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星的周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力 考點(diǎn)整合5五、宇宙速度：1、環(huán)繞速度v17.9km/s，是發(fā)射速度的最小值，圓軌道衛(wèi)星環(huán)繞速度的最大值；周期1.4h（約84min）。（橢圓軌道近地點(diǎn)速度大于7.9km/s）2、逃逸速度v v111.2km/s，3、脫離速度v16.7km/s，例1：已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2= ，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑。已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2，c=3.0×108 m/s。根據(jù)以上信息，完成下列問題：（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太