【学习课件】第5节天体运动与人造卫星
高考物理总复习课件时天体运动和人造卫星
宇宙速度与逃逸速度
01
02
03
04
第一宇宙速度
指物体在地面附近绕地球做匀 速圆周运动的速度，数值为 7.9km/s。
第二宇宙速度
指物体完全摆脱地球引力束缚 ，飞离地球所需要的最小速度 ，数值为11.2km/s。
第三宇宙速度
指物体完全摆脱太阳引力束缚 ，飞出太阳系所需要的最小速 度，数值为16.7km/s。
针对易错题型和难点题型进行专项训练，提高解题 速度和准确性。
模拟试卷训练提高实战能力
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完成多套高考物理模拟试卷，熟悉考试流程和题型分 布。
通过模拟考试检验自己的复习效果，查漏补缺。
针对模拟考试中出现的问题进行反思和总结，调整复 习策略。
备考心态调整和时间管理建议
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保持积极的心态，相信自己能 够取得好成绩。
利用卫星搭载的光学、雷达等传感器对地球表面进行观测和数据采集，
通过数据处理和分析提取有用信息。
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遥感技术应用
广泛应用于气象观测、环境监测、资源调查、军事侦察等领域，为人类
社会提供大量有价值的信息。
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发展趋势
随着传感器技术、数据处理技术和人工智能技术的不断发展，遥感技术
将在分辨率、观测能力、数据处理速度等方面取得更大突破，为卫星应
着重理解天体运动的规 律，如开普勒定律、万 有引力定律等。
掌握人造卫星的发射、 运行和变轨等基本原理 。
突破重点难点，如天体 运动中的椭圆轨道问题 、人造卫星的变轨问题 等。
历年真题解析及答题技巧指导
解析历年高考物理天体运动和人造卫星相关真题， 了解题型和考点。
《高一物理天体运动》课件
天体运动的角动量变化
天体运动过程中，由于受到其他天体的引力 扰动和其他因素的影响，其角动量可能会发 生变化。例如，行星在形成过程中，由于受 到其他天体的引力作用，其角动量可能会发
生变化。
PART 05
天体运动的观测与实验验 证
天体观测的历史与发展
古代天文学的起源
早在公元前，人类就开始观察天空，记录天体的运动和位置。
等信息。
摄影技术
利用照相技术拍摄天体照片， 可以更精确地记录天体的位置
和运动轨迹。
射电望远镜观测
利用射电望远镜观测天体的射 电辐射，可以揭示天体的射电 性质和宇宙射电背景辐射。
空间探测器
通过发射空间探测器近距离探 测行星、卫星、彗星等天体， 可以获取更详细的天体数据。
天体运动的实验验证与发现
开普勒行星运动定律的验证
总结词
描述物体加速度与作用力之间的关系的定律，即物体加速度 的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。
详细描述
牛顿第二定律是物理学中的基本定律之一，它指出物体加速 度的大小与作用力成正比，与物体的质量成反比。这个定律 是牛顿在万有引力定律基础上进一步推导出来的。
圆周运动与向心力
总结词
描述做圆周运动的物体受到指向圆心 的力，这个力称为向心力。
详细描述
圆周运动是常见的运动形式之一，当 物体做圆周运动时，它会受到一个指 向圆心的力，这个力称为向心力。向 心力的大小与物体运动速度的平方和 圆周半径成正比。
天体运动的向心力来源
总结词
天体运动的向心力主要来源于万有引力 。
VS
详细描述
天体运动是一种特殊的圆周运动，在天体 运动中，天体受到的向心力主要来源于万 有引力。万有引力使得天体能够保持稳定 的轨道运动，例如地球围绕太阳转动的向 心力就来源于太阳对地球的万有引力。
万有引力定律天体运动复习课件
7.卫星变轨的动态分析 如图所示，a、b、c是在地球大 气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下 列说法正确的是：( D ) A.b、c的线速度大小 相等，且大于a的线速度 B.a、b的向心加速度 大小相等，且大于c的向 心加速度
39
C.c加速可追上同一轨道上的 b，b减速可等候同一轨道上的c D.a卫星由于某原因，轨道半 径缓慢减小，其线速度将增大
33
C.靠近地球表面沿圆轨道运行的 航天器的运行周期与靠近月球表面 沿圆轨道运行的航天器的运行周期 之比约为8∶9 D.靠近地球表面沿圆轨道运行的 航天器的线速度与靠近月球表面沿 圆轨道运行的航天器的线速度之比 约为81∶4
34
我国发射的亚洲一号同步通讯卫星的质量 为m，如果地球半径为R，自转角速度为 ω，表面重力加速度为g，则卫星 ( ABC ) A.距地面的高度
r
其中G=6.67×10-11N· 2/kg2，叫 m 引力常量.
4
2.适用条件：公式适用于 质点间 的相互 作用.当两个物体间的距离远远大于物 体本身的大小时，物体可视为质点.均 匀的球体也可以视为质点，r是两球心 间的距离. 3.万有引力定律的应用 (1)行星表面物体的重力：重力近似等 于 万有引力 .
h
3
gR 2
2
R
B.环绕速度
v 3 gR 2
m 3 gR 2 4
35
C.受到地球引力为
D.受到地球引力为mg
6.同步卫星问题 据报道，我国数据中继卫星“天 链一号01星”于2008年4月25 日在西昌卫星发射中心发射升空， 经过4次变轨控制后，于5月1日成 功定点在东经77°赤道上空的同 步轨道.关于成功定点后的“天链 一号01星”，下列说法正确的是 BC ( )
2020届一轮复习人教版 天体运动与人造卫星 课件(44张)
二、地球卫星 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． 所有卫星的轨道平面一定通过地球的球心．
2．地球同步卫星 相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星．同步卫星有以 下特点： (1)轨道平面一定：轨道平面与 赤道平面 共面． (2)周期一定：与地球自转周期 相同 ，即 T＝ 24 h . (3)角速度一定：与地球自转的角速度 相同 ．
轨道 ma
1得绕a地＝球GrM2E，运由行此，在式P可点知变B轨正后确进，入C轨错道误2．做卫匀星速在圆轨周道运2动上．下的列任说何法位正置确具的有是的(速B度
)
大小相等，但方向不同，故 D 错误．
A．不论在轨道 1 还是轨道 2 运行，卫星在 P 点的速度都相同 B．不论在轨道 1 还是轨道 2 运行，卫星在 P 点的加速度都相同 C．卫星在轨道 1 的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道 2 的任何位置都具有相同动量
解C.得vv12＝vv12＝Rr
Rr ，选项 D 正确．
D.vv12＝
R r
考点三 卫星变轨与追及问题 自主学习型
1．卫星发射及变轨过程概述 人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道．如图所示，发射卫星的过 程大致有以下几个步骤：
(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上． (2)在 A 处点火加速，由于速度变大，进入椭圆轨道Ⅱ. (3)在 B 处(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.
第四章 曲线运动 万有引力与航天 第5讲 天体运动与人造卫星
C
目录
一轮复习物理江苏专版第四章 第5节 天体运动与人造卫星
空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约 380 km 的圆
轨道上飞行，则 其
()
A．角速度小于地球自转角速度
B．线速度小于第一宇宙速度
C ．周期小于地球自转周期
D．向心加速度小于地面的重力加速度
返回
解析：“天舟一号 ”在距地面约 380 km 的圆轨道上飞行时，
由G
Mm r2
＝mω 2r可知，半径越小，角速度越大，则其角速度
1．四个分析
“四个分析”是指分析人造卫星的加速度、线速度、角
速度和周期与轨道半径的关系。
??
?
?
Mm G r2
? ＝?
?
?
ma→a＝GrM2 →a∝r12
mvr2→v ＝
GrM→v
∝
1 r
mω 2r → ω ＝
GrM3 →ω∝
1 r
3
?? ? ? ?越高 ??越慢 ?
? ??
4π2 m T2 r
→T＝
的重力加速度 g，D项正确。 答案： BCD
返回
2．(2018·南通模拟 )2016年，“神舟十一号”飞船和“天宫二 号”在距地面 393千米的圆轨道上顺利对接，比“神舟十 号”与“天宫一号”对接轨道高出了 50千米。则 ( ) A．“天宫二号”运动的周期大于“天宫一号”运动的周期 B．“天宫二号”运动的速度大于“天宫一号”运动的速度 C．“天宫二号”运动的加速度大于“天宫一号”运动的加 速度 D．“天宫二号”运动的角速度大于“天宫一号”运动的角 速度
大于同步卫星的角速度，即大于地球自转的角速度， A项错
误；由于第一宇宙速度是最大环绕速度，因此 “天舟一号 ”
在圆轨道的线速度小于第一宇宙速度，
B项正确；由
天体运动与人造卫星
第14页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【特别注意Leabharlann 卫星的环绕速度随轨道半径增大而减小， 但卫星的发射速度随轨道半径增大而增大．
第15页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A、 B、 C绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直 线上，下列说法中正确的是( )
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C. gR
高考调研 ·高三总复习 ·物理
【答案】
C
【解析】 设在地球表面飞行的卫星质量为 m，由万有引力 Mm mv 2 Mm 提供向心力得 G 2 ＝ ， 又有 G 2 ＝ mg，解得地球的第一宇宙 R R R 速度为 v1＝ GM ＝ gR ；设该星球的第一宇宙速度为 v′1，根据 R 2M R 1 ＝ ； 结合 GM＝ gR2 知地球的第一宇 M 4R 2
2
km， 卫星离地面高度 h＝ 3.6×104 km，约为地球半径的 6 倍．
第 6页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
考 点 讲 练
第 7页
高考调研 ·高三总复习 ·物理
考点一
第一宇宙速度的计算
计算第一宇宙速度的思路： Mm v2 1．根据 G 2 ＝ m ， v＝ R R v2 2．根据 mg＝ m ， v＝ gR R 3．利用比例关系：在计算其它星球的第一宇宙速度时，通 常利用地球的第一宇宙速度值 7.9 km/s，通过比例关系求解． GM R
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高考调研 ·高三总复习 ·物理
2．卫星运行参量 (a、ω、v、 T)与 r 的关系 GM ma → a ＝ 2 r 2 mv →v＝ GM r GMm r 越高越慢 ＝ r2 mω2r→ ω＝ GM 3 r 4π2 4π2r3 m 2 r→ T＝ T GM
4.5 第5节 天体运动与人造卫星
������������ ������ 2
=m
4π 2 ������
r 得,r= 2
3
������������������ 2 4π 2
=4.23×104 km,卫星离
地面高度 h=r-R≈6R(为恒量 35 786 km)。
(5)绕行方向一定:与地球自转的方向一致。
基础夯实 基础夯实 自我诊断
-5-
关闭
由题意知卫星运行的轨迹所对圆心角为 120°,即运行了三分之一 A.该卫星与同步卫星的运行半径之比为������������ 1 ∶4 4 π 2 周期 ,用时 1 h,因此卫星的周期 T=3 h,由 G 2 =m 2 r 可得 T∝√������ 3 , ������ ∶2 ������ B.该卫星与同步卫星的运行速度之比为1 又同步卫星的周期 T 同 =24 h,则极地卫星与同步卫星的运行半径之 C.该卫星的运行速度一定大于 7.9 km/s 2 ������������ ������ 1 比为 1∶4,A 正确 ;由 G 2 =m ,可得 v∝ ,故极地卫星与同步卫星 D.该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能
根据三个宇宙速度的意义,可知选项 A、B 错误,选项 C 正确;已知 M
火
=
������地 9
,R 火 =
������地 2
,则
������火 ������地
=
������������火 ������火
∶
������������地 ������地
=
√2 ,选项 3
D 正确。
解析
关闭
CD
答案
基础夯实 考点一 考点二 考点三
→v =
GM r
→v ∝
天体和卫星的运行PPT课件
050.江苏省盐城市07-08学年度第二次调研考试3 3．关于人造地球卫星和宇宙飞船，下列说法中错 误的是 ( C ) A．若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期，利 用引力常量，就可以算出地球质量 B．两颗人造地球卫星，若它们的速率相等，它们的 轨道半径和绕行周期一定相同 C．在同一轨道上同方向运行的两颗卫星，若将前 面卫星速率减小，后一卫星就可能和前面卫星发生碰 撞 D．在绕地球飞行的宇宙飞船中，若宇航员从舱内 慢慢走出并离开飞船，飞船的速率不会发生改变
043.南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试7 7．我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空 间站．如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作 用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间 站绕月轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说 法中正确的是 ( A B C )
A．图中航天飞机正加速飞向B处
058. 08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查（二）4 4 ．如图所示， A 为静止于地球赤道上的物体， B 为绕 地球做椭圆轨道运行的卫星， C 为绕地球做圆周运动 的卫星， P为B、 C两卫星轨道的交点．已知 A、B、C 绕地心运动的周期相同．相对于地心，下列说法中 不 正确的是 ( A ) A．物体A和卫星C具有相同大小的加速度 B．卫星C的运行速度大于物体A的速度 B A
超过
C．若卫星轨道为圆形，则该圆形的圆心必定与地
心重合
D．地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空
012.湖北省黄冈中学08届9月模拟考试 6 6. 可以发射一颗这样的人造地球卫星 , 使其圆轨道 （ CD ）
A ．与地球表面上某一纬度（非赤道）是共面的同 心圆
B ．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的 同心圆 C ．与地球表面上的赤道共面的同心圆，且卫星相 对地球表面是静止的 D．与地球ห้องสมุดไป่ตู้面上的赤道是共面的同心圆，且卫星 相对地球表面是运动的
高考物理一轮复习第5章天体运动20天体运动与人造卫星课件
v＝
GM r
ω＝
GM
r3
v减小
ω减小
T＝ n＝
44GGππMM22rr33⇒当r增大时Tna减减增小小大
越高越慢
a＝GrM2
4．地球同步卫星的六个“一定”
[例1] (2015·北京高考)假设地球和火星都绕太阳做匀 速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距 离，那么( )
Hale Waihona Puke (1)一个模型 天体(包括卫星)的运动可简化为质点的匀速圆周运动 模型。 (2)两条思路 思路一：万有引力提供向心力 GMr2m＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ22r＝ma 思路二：在中心天体表面，万有引力等于重力 mg＝GRM2m(g为天体表面处的重力加速度)
(3)a、v、ω、T均与卫星(或行星)的质量无关，只由轨 道半径和中心天体质量共同决定，所有参量的比较，最终 归结到半径的比较。
有引力做负功，势能逐渐增大，D正确。
(1)第一宇宙速度的推导有两种方法：①由G
Mm R2
＝m
v21 R
得v1＝
GRM；②由mg＝mvR12得v1＝ gR。
(2)第一宇宙速度的公式不仅适用于地球，也适用于其
他星球，只是M、R、g必须与相应星球对应，不能套用地
球的参数。
我国“玉兔号”月球车被顺利送抵月球表面，并发回 大量图片和信息。若该月球车在地球表面的重力为G1，在 月球表面的重力为G2。已知地球半径为R1，月球半径为 R2，地球表面处的重力加速度为g1，月球表面处的重力加 速度为g2，则( )
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
天体运动与人造卫星
天体运动与人造卫星一、宇宙速度 1．环绕速度(1)第一宇宙速度又叫环绕速度，其数值为7.9 km/s.(2)第一宇宙速度是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动时具有的速度． (3)第一宇宙速度是人造卫星最小的发射速度，也是人造卫星的最大环绕速度． 2．第二宇宙速度(脱离速度)使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，其数值为11.2 km/s. 3．第三宇宙速度(逃逸速度)使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，其数值为16.7 km/s.1．第一宇宙速度的推导 方法一：由G MmR 2＝m v 12R，得v 1＝GMR＝7.9×103 m/s. 方法二：由mg ＝m v 12R，得v 1＝gR ＝7.9×103 m/s.第一宇宙速度是发射地球人造卫星的最小速度，也是地球人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，T min＝2πRg＝84.6 min. 2．宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v 发＝7.9 km/s 时，卫星绕地球做匀速圆周运动．(2)7.9 km/s ＜v 发＜11.2 km/s ，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆． (3)11.2 km /s≤v 发＜16.7 km/s ，卫星绕太阳做椭圆运动．(4)v 发≥16.7 km/s ，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间．例I1．[三种宇宙速度] (多选)下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( )A ．第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，第二宇宙速度v 2＝11.2 km/s ，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v 1，小于v 2B ．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C ．第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D ．第一宇宙速度7.9 km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 答案：CD2．[第一宇宙速度的计算] (2019·山东潍坊高三统考)已知地球半径约为火星半径的2倍，地球密度约为火星密度的1.5倍，则地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度的比值为( )A.6B.32C.23D.16答案：A 二、地球卫星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． 所有卫星的轨道平面一定通过地球的球心． 2．地球同步卫星相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星．同步卫星有以下特点： (1)轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面． (2)周期一定：与地球自转周期相同，即T ＝24__h. (3)角速度一定：与地球自转的角速度相同．(4)高度一定：根据G Mm r 2＝m 4π2T 2r 得，r ＝3GMT 24π2＝4.23×104km ，卫星离地面高度h ＝r －R ≈5.6R (为恒量)． (5)绕行方向一定：与地球自转的方向一致． 3．极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖．(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s.1．卫星的运行轨道(如图所示)注意：轨道平面一定通过地球的球心． 2．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律规律⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧G Mm r 2＝(r ＝R 地＋h )⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫m v 2r→v ＝ GM r →v ∝1rmω2r →ω＝GM r 3→ω∝1r 3m 4π2T 2r →T ＝ 4π2r 3GM→T ∝r 3ma →a ＝GM r 2→a ∝1r2越高越慢mg ＝GMm R地2(近地时)→GM ＝gR 地23．同步卫星的六个“一定”例II2017年10月24日，在地球观测组织(GEO)全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”(如图所示)和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)的数据．“碳卫星”是绕地球极地运行的卫星，在离地球表面700公里的圆轨道对地球进行扫描，汇集约140天的数据可制作一张无缝隙全球覆盖的二氧化碳监测图．有关这两颗卫星的说法正确的是( )A ．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度B ．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”的线速度C ．“碳卫星”的运行轨道理论上可以和地球某一条经线重合D ．“风云四号”卫星的线速度大于第一宇宙速度 [答案] B[方法技巧]利用万有引力定律解决卫星运动的技巧(1)一个模型：天体(包括卫星)的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型． (2)两组公式①G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r ＝ma .②mg ＝GMmR2(g 为星体表面处的重力加速度)．(3)a 、v 、ω、T 均与卫星的质量无关，只由轨道半径和中心天体质量共同决定，所有参量的比较，最终归结到半径的比较．例III1．[卫星运行参数的比较] (2018·高考江苏卷)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高，今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km ，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km ，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是( )A ．周期B ．角速度C ．线速度D ．向心加速度答案：A2．[同步卫星的特点] 我国自主研发的“北斗”卫星导航系统中含有地球同步卫星．关于地球同步卫星，下列说法正确的是( )A ．同步卫星处于平衡状态B ．同步卫星的速度是不变的C ．同步卫星的高度是一定的D ．同步卫星的线速度应大于第二宇宙速度 答案：C3．[同步卫星与其他卫星运行参数的比较] (多选)地球同步卫星离地心的距离为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，地球的第一宇宙速度为v 2，半径为R ，则下列比例关系中正确的是( )A.a 1a 2＝r RB.a 1a 2＝(r R )2C.v 1v 2＝r RD.v 1v 2＝R r答案：AD■判一判 记一记(1)近地卫星距离地球最近，环绕速度最小．( )(2)人造地球卫星绕地球运动，其轨道平面一定过地心．( ) (3)地球同步卫星根据需要可以定点在北京正上空．( )(4)极地卫星通过地球两极，且始终和地球某一经线平面重合．( ) (5)发射火星探测器的速度必须大于11.2 km/s.( )(6)不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度是相同的．( ) (7)地球同步卫星的运行速度一定小于地球的第一宇宙速度．( )(8)若物体的发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，则物体可以绕太阳运行．( )卫星变轨与追及问题1．卫星发射及变轨过程概述人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道．如图所示，发射卫星的过程大致有以下几个步骤：(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上． (2)在A 处点火加速，由于速度变大，进入椭圆轨道Ⅱ. (3)在B 处(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ. 2．卫星变轨的实质例IV1．[变轨问题中运行参数分析](2016·高考北京卷)如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是()A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量答案：B2．[卫星运动的追及问题](多选)(2019·辽宁鞍山一中等六校联考)如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近．已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω，万有引力常量为G，则()A．发射卫星b时速度要大于11.2 km/sB．若要卫星a与b实现对接，可调节卫星a，使其在b的后下方加速C．若要卫星c与b实现对接，可让卫星c直接在原轨道加速D．卫星a和b下次相距最近还需经过t＝2πGM8R3－ω答案：BD3．[变轨问题中能量分析](多选)我国计划于2019年在海南文昌发射场将“嫦娥五号”送上38万公里外的月球，采回月壤，实现航天工程绕、落、回的收关阶段．到时着陆器将自动从月面取样后从月表起飞，并在近月轨道实现自动交会对接后和返回舱一起返回地面，供科学家分析．了解这则新闻后物理兴趣小组进行了热烈讨论，绘制出了“嫦娥五号”奔向月球和返回地球的示意图，图中对接为取样后的对接点，实线圆为绕行器在半径为r 的圆轨道绕月等待着陆器返回的轨道，设着陆器取样并返回到绕行器的时间t 内绕行器飞行N 圈，全过程不考虑空气阻力的影响．已知引力常量为G ，月球的半径为R ，则兴趣小组提出了下列有关结论，其中表示正确的是( )A ．从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨，当其速度达到第二宇宙速度时才能飞抵月球B ．“嫦娥五号”沿椭圆轨道向38万公里外的月球飞行时，只有月球也运动到椭圆轨道的远地点附近时才能将“嫦娥五号”捕获，否则还要沿椭圆轨道返回C ．结合题中信息可知月球的质量为4π2r 3N 2Gt 2，二者在对接过程中有一定的机械能损失D ．绕行器携带样品沿椭圆轨道返回地球时，虽然引力做功，动能增大，但系统的机械能不变 答案：BC1．某行星的同步卫星下方的行星表面上有一观察者，行星的自转周期为T ，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，发现日落的T 2时间内有T6的时间看不见此卫星，不考虑大气对光的折射，则该行星的密度为( )A.24πGT 2 B.3πGT 2 C.8πGT2 D.16πGT2 [解析] 设行星质量为M ，半径为R ，密度为ρ，卫星质量为m ，如图所示，发现日落的T 2时间内有T6的时间看不见同步卫星，则θ＝360°6＝60°，故φ＝60°，r ＝R cos φ＝2R ，根据G Mm (2R )2＝m (2πT )2·2R ，M ＝ρ·43πR 3，解得ρ＝24πGT 2.选项A 正确．[答案] A2．(2016·高考全国卷Ⅰ)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯．目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍．假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( )A ．1 hB ．4 hC ．8 hD ．16 h解析：万有引力提供向心力，对同步卫星有：GMm r 2＝mr 4π2T 2，整理得GM ＝4π2r 3T 2 当r ＝6.6R 地时，T ＝24 h若地球的自转周期变小，轨道半径最小为2R 地 三颗同步卫星A 、B 、C 如图所示分布则有4π2(6.6R 地)3T 2＝4π2(2R 地)3T ′2解得T ′≈T6＝4 h ，选项B 正确．答案：B3．(2019·湖南五校高三联考)每年的某段时间内太阳光会直射地球赤道，如图所示，一颗卫星在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，运动方向与地球自转方向相同，每绕地球一周，黑夜与白天的时间比为1∶5.设地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，地球自转角速度为ω.忽略大气及太阳照射偏移的影响，则赤道上某定点能够直接持续观测到此卫星的最长时间为( )A.2π3( g8R ＋ω) B.π3( g8R －ω) C.2π3(g8R－ω) D.π3(g8R＋ω) 解析：如图a ，当卫星处于地球的阴影中时，卫星处于“黑夜”，设阴影的边缘与地球球心的连线之间的夹角为α，由于转动的角度与经历的时间成正比，可得α360°－α＝t 1t 2＝15所以α＝60°由几何关系可得sin α2＝Rr可得r ＝2R设轨道半径为R 的卫星周期为T 1，该卫星的周期为T 2，则有mg ＝mR 4π2T 12，T 12T 22＝R 3(2R )3，联立解得T 2＝2πg 8R ＝2πω2，则ω2＝g8R.设人在B 2位置刚好看见卫星出现在A 2位置，最后在B 1位置刚好看见卫星消失在A 1位置，如图b.由几何关系可知，在地球上能够直接观测到该卫星的角度为120°，即能够直接观测到该卫星的时间为该卫星相对地球运动120°的时间，卫星相对地球赤道上某点运动一周所用时间为t ＝2πg8R－ω，则赤道上某定点可直接持续观测到此卫星的最长时间为t ′＝t3＝2π3(g8R－ω)，选项C 正确． 答案：C4．(2019·山东济宁模拟)如图所示，人造卫星P (可视为质点)绕地球做匀速圆周运动．在卫星运动轨道平面内，过卫星P 作地球的两条切线，两条切线的夹角为θ，设卫星P 绕地球运动的周期为T ，线速度为v ，引力常量为G .下列说法正确的是( )A ．θ越大，T 越大B ．θ越小，v 越大C ．若测得T 和θ，则地球的平均密度为ρ＝3πGT 2(tan θ2)3 D ．若测得T 和θ，则地球的平均密度为ρ＝3πGT 2(sin θ2)3 解析：由G Mm r 2＝m v 2r ＝m 4π2T2r ，得v ＝GMr，T ＝4π2r 3GM ，由几何关系得R r ＝sin θ2，因地球半径不变，夹角θ越大，卫星的轨道半径越小，则T 就越小，A 错误；夹角θ越小，卫星的轨道半径越大，v 就越小，B 错误；若测得T 和θ，由万有引力充当向心力，有G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，求得地球的质量M ＝4π2r 3GT 2，地球的体积V ＝43πR 3，由几何关系得R r ＝sin θ2，联立解得ρ＝3πGT 2(sin θ2)3，C 错误，D 正确．答案：D。