1、課時作業(yè)14人造衛(wèi)星宇宙速度時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8864)1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39分，火衛(wèi)二的周期為30小時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)一的運動速度較大D火衛(wèi)二的向心加速度較大解析：本題主要考查衛(wèi)星不同軌道各物理量之間的關(guān)系軌道越高的衛(wèi)星，周期越大，線速度、角速度、向心加速度越小，由于火衛(wèi)一的周期小，所以火衛(wèi)一軌道較低，選項A、C正確，選項B、D錯誤答案：AC圖12發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送

2、入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點(如圖1所示)則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是()A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率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點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度答案：BD3同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為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，地球半徑為R，則下列比值正確的為()A.B.()2C. D.解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星質(zhì)量為m1，地球赤道上

3、的物體質(zhì)量為m2，在地球表面運行的物體質(zhì)量為m3，由于地球同步衛(wèi)星周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，則a1r12，a2R22，12.所以，故A選項正確依據(jù)萬有引力定律和向心力表達(dá)式可得：對m1：Gm1，所以v1對m3：Gm3，所以v2式除以式得：，故D選項正確答案：AD4.縱觀月球探測的歷程，人類對月球探索認(rèn)識可分為三大步“探、登、駐”我國為探月活動確定的三小步是：“繞、落、回”，目前正在進(jìn)行的是其中的第一步繞月探測工程.2007年10月24日18時05分，“嫦娥一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射標(biāo)志著我國探月工程邁出了關(guān)鍵的一步我們可以假想人類不斷向月球“移民”，經(jīng)過較長時間后，月球和地球仍可視為均勻球體，地球的總

4、質(zhì)量仍大于月球的總質(zhì)量，月球仍按原軌道運行，以下說法正確的是()A月地之間的萬有引力將變小B月球繞地球運動的周期將變大C月球繞地球運動的向心加速度將變小D月球表面的重力加速度將變大解析：設(shè)移民質(zhì)量為m，未移民時的萬有引力F引G與移民后的萬有引力F引G比較可知，由于M比m大，所以F引F引；由于地球的質(zhì)量變小，由F引G(mm)r()2(mm)a可知，月球繞地球運動的周期將變大，月球繞地球運動的向心加速度將變小；由月球?qū)ζ浔砻嫖矬w的萬有引力等于其重力可知，由于月球質(zhì)量變大，因而月球表面的重力加速度將變大答案：BCD圖25.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

5、方，如圖2所示這樣選址的優(yōu)點是，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)角速度較大解析：本題考查圓周運動和萬有引力定律，意在考查考生將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際問題中的能力地球的自轉(zhuǎn)角速度是一定的，根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系vr可知，離赤道近的地方地球表面的線速度較大，所以發(fā)射人造地球衛(wèi)星較容易，故正確答案為B.答案：B6.2008年9月25日至28日，我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現(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343千米處點火加速，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行周期約為90分鐘下列判斷正確的是()A飛船

6、變軌前后的機(jī)械能相等B飛船在圓軌道上時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動的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度解析：本題考查對圓周運動、萬有引力定律和航天知識、牛頓第二定律及對超重、失重概念的理解，意在考查考生靈活運用物理知識和規(guī)律處理緊密聯(lián)系生活實際、科技發(fā)展等問題的能力飛船在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點點火加速，發(fā)動機(jī)對飛船做正功，所以飛船的機(jī)械能應(yīng)增加，A錯；宇航員出艙前后，其受到的萬有引力全部提供他做圓周運動的向心力，處于完全失重狀態(tài)，B正確；飛船做圓周運動的軌道半徑比同步衛(wèi)星的小，由Gm2r得：，所以飛船的角速度大，

7、C項正確；由牛頓第二定律知，飛船的加速度取決于在某點時的萬有引力大小，所以飛船在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點變軌前后加速度相同，D項錯誤答案：BC7.a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面內(nèi)做勻速圓周運動、距地面9.6106 m的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，某一時刻b、c剛好位于a的正上方(如圖3甲所示)，經(jīng)48 h，a、b、c的大致位置是圖3乙中的(取地球半徑R6.4106 m，地球表面重力加速度g10 m/s2，)()圖3解析：由Gm(Rh)可得T，代入數(shù)據(jù)可求得b的周期為20000 s從圖甲位置經(jīng)48 h后，同步衛(wèi)星c應(yīng)位于a的正上方，而衛(wèi)星b繞地球做完整圓周運動的次數(shù)為8.64次，可以判斷只有B符合要

8、求答案：B8(2011廣東理綜)已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是()A衛(wèi)星距地面的高度為 B衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為GD衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度解析：對于地球同步衛(wèi)星，F(xiàn)萬F向，F(xiàn)萬mmma向F向得rRh，可得hR，A錯誤得v，而第一宇宙速度v0，vv0，故B正確得F向F萬，故C錯誤得a向而g，故a向g，D正確答案：BD二、計算題(31236)9某物體在地面上受到的重力為160 N，將它放在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度ag隨火箭向上加速上升的過程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持

9、物的相互擠壓力為90 N時，求此時衛(wèi)星距地球表面的高度(地球半徑R6.4103 km，g10 m/s2)解析：設(shè)衛(wèi)星隨火箭上升離地球表面的高度為h，火箭上物體受支持物的支持力為FN，重力為mg，根據(jù)牛頓第二定律得：FNmgma在高h(yuǎn)處物體的重力為Gmg物體在地球表面時物體的重力為Gmg由以上各式得FNma解得衛(wèi)星距地球表面的高度為h( 1)R( 1)6.4103 km1.92104 km.答案：1.92104 km10(2009北京理綜)已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，

10、求衛(wèi)星的運行周期T.解析：(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M在地球表面附近滿足Gmg得GMR2g衛(wèi)星做圓周運動的向心力等于它受到的萬有引力mG式代入式，得到v1(2)考慮式，衛(wèi)星受到的萬有引力為FG由牛頓第二定律Fm(Rh)式聯(lián)立解得T.答案：(1)v1(2)T圖411.如圖4，質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之間的距離為L.已知A、B的中心和O三點始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)引力常數(shù)為G.(1)求兩星球做圓周運動的周期；(2)在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記為T1，但在近似處理問題時，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期記為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.981024 kg和7.351022 kg.求T2與T1兩者平方之比(結(jié)果保留3位小數(shù))解析：(1)設(shè)兩個星球A和B做勻速圓周運動的軌道半徑分別為r和R，相互作用的引力大小為f，運行周期為T.根據(jù)萬有引力定律有fG由勻速圓周運動的規(guī)律得fm()2rfM()2R由題意有LRr聯(lián)立式得T2(2)在地月系統(tǒng)中，由于地