高三物理一輪復(fù)習(xí)教（學(xué)）案22       同步衛(wèi)星與宇宙航行        編寫        審核         一、知識強(qiáng)化1、同步衛(wèi)星：地球同步衛(wèi)星指在          平面內(nèi)，與地球         同步，相對地球        ，又叫通訊衛(wèi)星。特點(diǎn)：（1）軌道平面一定；（2）周期一定；（3）高度、速度一定。2、宇宙速度（1）第一宇宙速度：在地面上發(fā)射衛(wèi)星能使其圍繞地球恰好做勻速圓周運(yùn)動所需的     速度。①推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式：方法之一：地球的質(zhì)量為M，地球半徑為R地，引力常量為G，物體在地球表面繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，r=R地，萬有引力提供向心力，即G Mm/R2=mv12/R，得第一宇宙速度的大小：v1=7.9km/s。方法之二：在地球表面附近物體的重力等于萬有引力，即：mg= mv12/R，得第一宇宙速度：v1=7.9km/s。②說明：第一宇宙速度的大小v1=7.9km/s，它是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時(shí)的最大運(yùn)行的線速度，也叫      環(huán)繞速度。（2）第二宇宙速度與第三宇宙速度①第二宇宙速度：v2≥11.2km/s，飛行器就會克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開地球。當(dāng)飛行器的速度介于7.9km/s～11.2km/s之間，衛(wèi)星將繞地球做橢圓運(yùn)動。②第三宇宙速度：v3≥16.7km/s，以此速度發(fā)射的人造衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛。3、雙星系統(tǒng)在天體模型中，將兩顆彼此距離較近的恒星稱為雙星，它們在      之間萬有引力作用下，繞兩星球連線上某固定點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動。二、典型例題（單選）（      ）1．下列說法正確的是A．第一宇宙速度是從地面上發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最大發(fā)射速度B．第一宇宙速度是環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)衛(wèi)星的最大速度C．第一宇宙速度是同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度D．衛(wèi)星從地面發(fā)射時(shí)的發(fā)射速度越大，則衛(wèi)星距離地面的高度就越大，其環(huán)繞速度則可能大于第一宇宙速度（      ）2．關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，下列說法正確的是A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，公轉(zhuǎn)周期一定不同B．沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D．沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會重合（      ）3．相對地面靜止的人造衛(wèi)星叫地球的同步衛(wèi)星，其周期為1天，月球也是地球的衛(wèi)星，公轉(zhuǎn)周期約為27天，同步衛(wèi)星與月球相比，以下說法正確的是A．同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的向心加速度較小B．同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的角速度較小C．同步衛(wèi)星與月球的軌道半徑之比為1∶9D．同步衛(wèi)星與月球繞地球運(yùn)動的線速度之比為1∶3（      ）4．我國是少數(shù)幾個(gè)掌握飛船對接技術(shù)的國家之一。為了實(shí)現(xiàn)神舟飛船與天宮號空間站順利對接，具體操作應(yīng)為A．飛船與空間站在同一軌道上且沿相反方向做圓周運(yùn)動接觸后對接B．空間站在前、飛船在后且兩者沿同一方向在同一軌道做圓周運(yùn)動，在合適的位置飛船加速追上空間站后對接C．飛船在前、空間站在后且兩者在同一軌道同向飛行，在合適的位置飛船減速然后與空間站對接D．空間站在高軌道、飛船在低軌道且兩者同向飛行，在合適的位置飛船加速追上空間站后對接（      ）5．我國發(fā)射的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)動。已知航天器運(yùn)動的周期為T，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)上述條件可以計(jì)算出A．月球的平均密度 B．月球的質(zhì)量C．航天器的質(zhì)量D．月球半徑（      ）6．宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)。在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)。設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，若AO>OB，則A．星球A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量B．星球A的線速度小于B的線速度C．雙星間距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越小D．雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越小       高三物理一輪復(fù)習(xí)作業(yè)22班級           姓名           學(xué)號            一、單選題（      ）1．火星探測器在地球上發(fā)射后向火星運(yùn)動，最終繞火星做勻速圓周運(yùn)動，則其發(fā)射速度可以是下列的哪些數(shù)據(jù)A．等于或小于11.2km/s B．一定大于16.7km/sC．介于11.2m/s～16.7m/s D．介于11.2km/s～16.7km/s（      ）2．甲、乙兩顆地球衛(wèi)星，甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是A．甲的角速度大于乙的角速度B．甲的線度大于乙的線度C．甲的加速度大于乙的加速度D．甲的周期大于乙的周期（      ）3．.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，建成后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是          A．它們運(yùn)行的線速度一定大于第一宇宙速度           B．地球?qū)λ鼈兊奈σ欢ㄏ嗤?/span>C．一定位于赤道上空同一軌道上                            D． 它們運(yùn)行的速度一定完全相同（      ）4．一顆在赤道上空做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星，其軌道半徑上對應(yīng)的重力加速度為地球表面重力加速度的四分之一。已知地球半徑為R，則該衛(wèi)星離地面的高度為A．RB．2RC．3RD．4R（      ）5．我國首次火星探測任務(wù)被命名為“天問一號”。已知火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%，半徑約為地球半徑的50%，下列說法正確的是A．火星探測器的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度B．火星探測器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度D．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度（      ）6．中國科幻電影《流浪地球2》火爆全球，片中高聳入云、連接天地的太空電梯運(yùn)行場景令人震撼，其通過高強(qiáng)度纜繩將地球同步軌道上的空間站與其正下方赤道上的固定物連接在一起，在引力的作用下，纜繩處于緊繃狀態(tài)。若載滿乘客的太空電梯因機(jī)械故障懸停在纜繩中間處，則A．懸停時(shí)太空電梯所受合外力為零B．懸停時(shí)電梯內(nèi)乘客處于完全失重狀態(tài)C．懸停時(shí)太空電梯的速度大于空間站的速度D．懸停時(shí)太空電梯的速度小于在同樣高度繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星的速度（      ）7．若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球半徑的1.5倍，這顆行星的“第一宇宙速度”約為A．2km/s B．4km/sC．16km/s D．32km/s（      ）8．宇宙飛船是深太空探測重要運(yùn)載工具，在返回地球進(jìn)入稀薄大氣層后的過程中，受到稀薄大氣的阻礙作用開始做漸漸靠近地球的圓周運(yùn)動（每周都可視為勻速圓周運(yùn)動，但運(yùn)動的半徑逐漸減?。?。若在這個(gè)過程中宇宙飛船的質(zhì)量保持不變，則宇宙飛船A．周期將逐漸變小B．角速度將逐漸變小C．線速度將逐漸變小D．加速度將逐漸變小（      ）9．雙星是兩顆相距較近的天體，在相互間萬有引力的作用下，繞連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。對于兩顆質(zhì)量不等的天體構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，下列說法正確的是A．質(zhì)量大的天體做勻速圓周運(yùn)動的向心力較大B．質(zhì)量大的天體做勻速圓周運(yùn)動的半徑較大C．質(zhì)量大的天體做勻速圓周運(yùn)動的周期較小D．質(zhì)量大的天體做勻速圓周運(yùn)動的線速度較小（      ）10．地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)，所受的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；近地人造衛(wèi)星（高度忽略不計(jì)）所受的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球的同步衛(wèi)星所受的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3。地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等。則下列說法正確的是A．F1=F2>F3B．a1=a2=g>a3C．v1=v2=v>v3D．ω1=ω3<ω2 高三物理一輪復(fù)習(xí)教（學(xué)）案22參考答案典型例題：1．B  2．B  3．C  4．D  5．A  6．C  課時(shí)作業(yè)：1．D  2．D  3．C  4．A  5．A  6．D  7．C  8．A  9．D  10．D   

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