2019高考物理一轮复习考点大通关专题45宇宙航行学案

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1、专题4.5宇宙航行考点精讲一、宇宙速度1.第一宇宙速度(环绕速度)(1)数值=km/s,是人造卫星的最小发射速度,也是人造卫星最大的环绕速度.(2)第一宇宙速度的计算方法①由勰=〃於得卩=?.v2②由mg=mR得v=.2.笫二宇宙速度(脱离速度)：巾=11.2km/s,使物体挣脱輕引力束缚的最小发射速度.3.第三宇宙速度(逃逸速度)：叫=16.7km/s,使物体挣脱仙引力束缚的最小发射速度.二、人造卫星1.卫星的轨道(1)赤道轨道：卫星的轨道在赤道平面内，同步卫星就是其屮的一种.(2)极地轨道：卫星的

2、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，且轨道平面一定通过地球的球心.2.地球同步卫星的特点(1)轨道平而一定：轨道平面和赤道平面重合.(2)周期一定：与地球自转周期相同，即7=24h=86400s.(3)角速度一定：与地球自转的角速度相同.Mm4Ji2GMT2,(4)高度一定：据Gr2=mT2厂得厂=4n2=4.23X10"km,卫星离地面高度h=r~后6斤(为恒量).(5)绕行方向一定：与地球自转的方向一致.3.卫星的各物理暈随轨道半径变

3、化的规律1.卫星运动屮的机械能(1)只在万有引力作用下卫星绕中心天体做匀速圆周运动和沿椭圆轨道运动，机械能均守恒，这里的机械能包插卫星的动能和卫星(与中心天体)的引力势能.(2)质量相同的卫星，圆轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大.三、1.解决天体圆周运动问题的两条思路(1)在屮心天体表面或附近而乂不涉及中心天体自转运动时，万有引力等于重力，即6R2=mg，整理得GQg#，称为黄金代换.(g表示天体表而的重力加速度)(2)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即Mmv224兀2rGr2=

4、mx=mr^—niT2=man.2.用好“二级结论”，速解参量比较问题“二级结论”有：1(1)向心加速度&8r2,z•越大，臼越小；1(2)线速度r-r,厂越大，y越小，厂=斤时的y即第一宇宙速度(绕行天体在圆轨道上最大的线速度，发射卫星时的最小发射速度)；1(3)角速度＜vocr3,z•越大，。越小；⑷周期於，厂越大，卩越大.即“高轨低速周期长，低轨高速周期短”.考点精练题组1人造卫星1.关于人造地球卫星，下列说法正确的是(己知地球半径为6400km)()A.运行的轨道半径越大，线速度也越大B.运行

5、的速率可能等于8.3km/sC.运行的轨道半径越大，周期也越大D.运行的周期可能等于80min【答案】C【解析】由響=竽得尸/爭当心则V有最大斟7.9km»故A、3选项错误，C选项正确:卫星运行的最小周期盂=乎='心览2!叫诃=85min,所以D选项错误。2.如图所示，a、b、c、〃是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星.其中日、c的轨道相交于P,力、d在同一个圆轨道上.某时刻方卫星恰好处于c卫星的正上方，下列说法中正确的是（）A.a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度B.b、c的角速度大

6、小相等，且小于自的角速度C.曰、c的加速度大小相等，且大于方的加速度D.b、u的周期相等【答案】C【解析】根据臼、Q的轨道相交于只可知二者轨道半径相同，&、c的线速度大小相等，且大于〃的线速度，选项A错误；b、c的角速度大小不相等，选项B错误.臼、c的加速度大小相等，且大于〃的加速度，选项C正确；&的周期大于c的周期，选项D错误。3.关于人造地球卫星，下列说法正确的是（己知地球半径为6400km）（）A.运行的轨道半径越大，线速度也越大B.运行的速率可能等于8.3km/sC.运行的轨道半径越大，周期也

7、越大D.运行的周期可能等于80min【答案】C【解析】由響=牛得丫=萨吕当〜花时v有最大值约7-9km卩故A、B选项错误，C选项正确;卫星运行的最小周期Z■也=乎=空岁严占所以D选项错误。4.由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.质量可以不同B.轨道半径可以不同【解析】由響=竽得尸/爭当心则V有最大斟7.9km»故A、3选项错误，C选项正确:卫星运行的最小周期盂=乎='心览2!叫诃=85min,所以D选项错误。2.如图所示，a、b、c、〃是在地球大气层外的圆形

8、轨道上运行的四颗人造卫星.其中日、c的轨道相交于P,力、d在同一个圆轨道上.某时刻方卫星恰好处于c卫星的正上方，下列说法中正确的是（）A.a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度B.b、c的角速度大小相等，且小于自的角速度C.曰、c的加速度大小相等，且大于方的加速度D.b、u的周期相等【答案】C【解析】根据臼、Q的轨道相交于只可知二者轨道半径相同，&、c的线速度大小相等，且大于〃的线速度，选项A错误；b、c的角速度大小不相等，选项B错误.臼、c的加速度大