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1、天天 体体 和和 卫卫 星星 的的 运运 行行一一、开普勒行星运动三定律简、开普勒行星运动三定律简介介复习精要复习精要第一定律：所有行星都在椭圆轨道上运动，太阳则第一定律：所有行星都在椭圆轨道上运动，太阳则处在这些椭圆轨道的一个焦点上；处在这些椭圆轨道的一个焦点上；第二定律：行星沿椭圆轨道运动的过程中，与太阳的第二定律：行星沿椭圆轨道运动的过程中，与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等；连线在单位时间内扫过的面积相等；第三定律：行星轨道半长轴的立方与其周期的平方成第三定律：行星轨道半长轴的立方与其周期的平方成正比，即正比，即开普勒行星运动的定律是在丹麦天文学家第谷的大量开普勒行星运动的定律是在
2、丹麦天文学家第谷的大量观测数据的基础上概括出的观测数据的基础上概括出的, ,给出了行星运动的规律。给出了行星运动的规律。二、二、人造地球卫星各运动参量随轨道半径的人造地球卫星各运动参量随轨道半径的变化关系变化关系这这里里特特指指绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的人人造造卫卫星星，实实际际上上大大多多数数卫卫星星轨轨道道是是椭椭圆圆，而而中中学学阶阶段段对对做做椭椭圆圆运运动动的的卫星一般不作定量分析。卫星一般不作定量分析。由于卫星绕地球做匀速圆周运动，所以地球对卫星的由于卫星绕地球做匀速圆周运动，所以地球对卫星的引力充当卫星所需的向心力，于是有引力充当卫星所需的向心力，于是有由此可知
3、：绕地球做匀速圆周运动的卫星各个参量随轨由此可知：绕地球做匀速圆周运动的卫星各个参量随轨道半径道半径r的变化情况分别如下：的变化情况分别如下：(1)向心加速度向心加速度a向向与与r的平方成反比的平方成反比.当当r取其最小值时，取其最小值时， a向向取得最大值取得最大值. .(2)线速度线速度v与与r的平方根成反比的平方根成反比当当r取其最小值地球半径取其最小值地球半径R时，时，v取得最大值取得最大值.(3)角速度角速度与与r的二分之三次方成反比的二分之三次方成反比当当r取其最小值地球半径取其最小值地球半径R时，时，取得最大值取得最大值.(4)周期周期T与与r的二分之三次方成正比的二分之三次方成
4、正比.当当r取其最小值地球半径取其最小值地球半径R时，时，T取得最小值取得最小值.三、三、宇宙速度及其意义宇宙速度及其意义(1)三个宇宙速度的值分别为三个宇宙速度的值分别为v1=7.9km/sv2=11.2km/sv3=16.9km/s(2)宇宙速度的意义宇宙速度的意义当发射速度当发射速度v与宇宙速度分别有如下关系时，被发射与宇宙速度分别有如下关系时，被发射物体的运动情况将有所不同物体的运动情况将有所不同当当vv1时，被发射物体最终仍将落回地面；时，被发射物体最终仍将落回地面；当当v1vv2时，被发射物体将环绕地球运动，成为时，被发射物体将环绕地球运动，成为地球卫星；地球卫星；当当v2vv3时
5、时，被被发发射射物物体体将将脱脱离离地地球球束束缚缚，成成为环绕太阳运动的为环绕太阳运动的“人造行星人造行星”；当当vv3时，被发射物体将从太阳系中逃逸。时，被发射物体将从太阳系中逃逸。四、四、同步卫星的三个特征同步卫星的三个特征(1)周期等于地球自转周期即周期等于地球自转周期即T=24小时；小时；(2)轨道平面必与赤道平面重合；轨道平面必与赤道平面重合；(3)高度高度h为确定的值为确定的值h=5.6R=3.58104km：1有有一一颗颗在在地地球球赤赤道道上上方方飞飞行行的的人人造造卫卫星星，日日落落两两小小时时后后赤赤道道附附近近的的人人仍仍能能在在正正上上方方看看到到它它，若若地地球球半
6、半径为径为R，卫星飞行高度，卫星飞行高度h （）A不会小于不会小于RB不会小于不会小于C不会小于不会小于 D不会小于不会小于解：解：日落两小时地球转过日落两小时地球转过=300角，如图示，角，如图示，RhR地球地球太太阳阳光光由几何关系得由几何关系得D1关于人造地球卫星，下列说法正确的是关于人造地球卫星，下列说法正确的是（）A人造卫星离地面高度越大，运行周期越小人造卫星离地面高度越大，运行周期越小B人造卫星离地面高度越大，运行速度越小人造卫星离地面高度越大，运行速度越小C所有同步卫星只能地赤道上空的同一轨道上所有同步卫星只能地赤道上空的同一轨道上D同步卫星运行轨道可以是圆，也可是椭圆同步卫星运
7、行轨道可以是圆，也可是椭圆BC7土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动。其参数如下表所示，则为圆周的轨道绕土星运动。其参数如下表所示，则两卫星相比土卫十两卫星相比土卫十（）卫星半径卫星半径(m)卫星质量卫星质量(kg)轨道半径轨道半径(m)土卫十土卫十8.901042.0110181.51108土卫十一土卫十一5.701045.6010171.51108（A）受土星的万有引力较大）受土星的万有引力较大（B）卫星表面附近的重力加速度较大）卫星表面附近的重力加速度较大（C）绕土星做圆周运动的向心加速度较大）绕土星做圆周运动的向心加
8、速度较大（D）动能较大）动能较大ABD8目前世界已进入太空时代目前世界已进入太空时代“嫦娥奔月嫦娥奔月”工程工程的顺利实施，标志着我国的航天事业进入世界先进的顺利实施，标志着我国的航天事业进入世界先进行列在一次探索太空的过程中，宇宙飞船在近地行列在一次探索太空的过程中，宇宙飞船在近地点点200km、远地点、远地点343km的椭圆轨道上运行时，其的椭圆轨道上运行时，其周期为周期为T，机械能为，机械能为E，通过远地点时的速度为，通过远地点时的速度为v，加速度为加速度为a当飞船运动到远地点时实施变轨，转当飞船运动到远地点时实施变轨，转到离地面高度为到离地面高度为343km的圆轨道上运行，则飞船在的圆
9、轨道上运行，则飞船在此圆轨道上运行时此圆轨道上运行时()A运行周期小于运行周期小于T B速度大于速度大于vC加速度等于加速度等于a D机械能等于机械能等于EBC7我我国国未未来来将将建建立立月月球球基基地地，并并在在绕绕月月轨轨道道上上建建造造空空间间站站如如图图所所示示，关关闭闭动动力力的的航航天天飞飞机机在在月月球球引引力力作作用用下下向向月月球球靠靠近近，并并将将与与空空间间站站在在B处处对对接接，已已知知空空间间站站绕绕月月轨轨道道半半径径为为r，周周期期为为T，引引力力常常量量为为G，下下列列说说法中正确的是法中正确的是()A图中航天飞机正加速飞向图中航天飞机正加速飞向B处处B航天飞
10、机在航天飞机在B处由椭圆轨道处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速进入空间站轨道必须点火减速C根据题中条件可以算出月球质量根据题中条件可以算出月球质量D根据题中条件可以算出空间站受根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小到月球引力的大小空间站空间站航天飞机航天飞机月球月球BABC16据报道，嫦娥二号探月卫星将于据报道，嫦娥二号探月卫星将于2009年前后发射年前后发射,其环月飞行的高度距离月球表面其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的嫦娥一的嫦娥一号更加翔实。若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周
11、号更加翔实。若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示。则运动，运行轨道如图所示。则()A嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更小嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更小B嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更大嫦娥二号环月运行的周期比嫦娥一号更大C嫦娥二号环月运行时向心嫦娥二号环月运行时向心加速度比嫦娥一号更小加速度比嫦娥一号更小D嫦娥二号环月运行时向心嫦娥二号环月运行时向心加速度与嫦娥一号相等加速度与嫦娥一号相等月球月球嫦娥一号嫦娥一号嫦娥二号嫦娥二号A3关关于于人人造造地地球球卫卫星星和和宇宇宙宙飞飞船船，下下列列说说法法中中错错误的误的是是()A若若已已知知人人造造地地球球卫卫星星的
12、的轨轨道道半半径径和和它它的的周周期期，利利用引力常量，就可以算出地球质量用引力常量，就可以算出地球质量B两两颗颗人人造造地地球球卫卫星星，若若它它们们的的速速率率相相等等，它它们们的的轨道半径和绕行周期一定相同轨道半径和绕行周期一定相同C在在同同一一轨轨道道上上同同方方向向运运行行的的两两颗颗卫卫星星，若若将将前前面面卫卫星星速速率率减减小小，后后一一卫卫星星就就可可能能和和前前面面卫卫星星发发生生碰碰撞撞D在在绕绕地地球球飞飞行行的的宇宇宙宙飞飞船船中中，若若宇宇航航员员从从舱舱内内慢慢走出并离开飞船，飞船的速率不会发生改变慢慢走出并离开飞船，飞船的速率不会发生改变C19有三颗质量相同的人
13、造地球卫星有三颗质量相同的人造地球卫星1、2、3，1是是放置在赤道附近还未发射的卫星，放置在赤道附近还未发射的卫星，2是靠近地球表是靠近地球表面做圆周运动的卫星，面做圆周运动的卫星，3是在高空的一颗地球同步是在高空的一颗地球同步卫星。比较卫星。比较1、2、3三颗人造卫星的运动周期三颗人造卫星的运动周期T、线、线速度速度v、角速度角速度和向心力和向心力F，下列判断正确的是，下列判断正确的是（）AT1 T2 T3B1= 3 2Cv1 = v3 F2 F3B5人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，下人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，下述判断正确的是述判断正确的是（）A各国发射的所有人造地球卫星的
14、运行速度都不各国发射的所有人造地球卫星的运行速度都不超过超过B各国发射的所有人造地球卫星的运行周期都不各国发射的所有人造地球卫星的运行周期都不超过超过C若卫星轨道为圆形，则该圆形的圆心必定与地若卫星轨道为圆形，则该圆形的圆心必定与地心重合心重合D地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空AC6.可以发射一颗这样的人造地球卫星可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道使其圆轨道（）A与与地地球球表表面面上上某某一一纬纬度度（非非赤赤道道）是是共共面面的的同同心心圆圆B与与地地球球表表面面上上某某一一经经度度线线所所决决定定的的圆圆是是共共面面的的同同心圆心圆
15、C与与地地球球表表面面上上的的赤赤道道共共面面的的同同心心圆圆，且且卫卫星星相相对对地球表面是静止的地球表面是静止的D与地球表面上的赤道是共面的同心圆，且卫星相与地球表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对地球表面是运动的CD4如如图图所所示示，A为为静静止止于于地地球球赤赤道道上上的的物物体体，B为为绕绕地地球球做做椭椭圆圆轨轨道道运运行行的的卫卫星星，C为为绕绕地地球球做做圆圆周周运运动动的的卫卫星星，P为为B、C两两卫卫星星轨轨道道的的交交点点已已知知A、B、C绕绕地地心心运运动动的的周周期期相相同同相相对对于于地地心心，下下列列说说法法中中不不正正确确的是的是()A物体
16、物体A和卫星和卫星C具有相同大小的加速度具有相同大小的加速度B卫星卫星C的运行速度大于物体的运行速度大于物体A的速度的速度C可能出现：在每天的某一时刻可能出现：在每天的某一时刻卫星卫星B在在A的正上方的正上方D卫星卫星B在在P点的运行加速度大小点的运行加速度大小与卫星与卫星C的运行加速度大小相等的运行加速度大小相等CBAPA18“神舟六号神舟六号”绕地球做匀速圆周运动时，距地面绕地球做匀速圆周运动时，距地面高度为高度为343km，运行周期为，运行周期为90分钟；分钟；“嫦娥一号嫦娥一号”绕绕月球做匀速圆周运动时，距月球表面高度为月球做匀速圆周运动时，距月球表面高度为200km，运行周期为运行周
17、期为127分钟。已知地球半径为分钟。已知地球半径为6400km，月球，月球半径为半径为1750km。“嫦娥一号嫦娥一号”与与“神舟六号神舟六号”相比相比较，下列说法中正确的是较，下列说法中正确的是()A“嫦娥一号嫦娥一号”的线速度大的线速度大B“嫦娥一号嫦娥一号”的角速度小的角速度小C“嫦娥一号嫦娥一号”的向心加速度大的向心加速度大D两者轨道半径的三次方与周期平方的比值相等两者轨道半径的三次方与周期平方的比值相等B4美国的全球卫星定位系统（简称美国的全球卫星定位系统（简称GPS）由）由24颗卫颗卫星组成，卫星分布在等分地球的星组成，卫星分布在等分地球的6个轨道平面上，每个轨道平面上，每个轨道上
18、又分布有个轨道上又分布有4颗卫星，这些卫星距地面的高度颗卫星，这些卫星距地面的高度均为均为20000km我国自行建立的我国自行建立的“北斗一号北斗一号”卫星定卫星定位系统由三颗卫星组成，三颗卫星都定位在距地面位系统由三颗卫星组成，三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上比较这些卫星，下列说的地球同步轨道上比较这些卫星，下列说法中正确的是法中正确的是（）A“北斗一号北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相同，系统中的三颗卫星的质量必须相同，否则它们不能定位在同一轨道上否则它们不能定位在同一轨道上BGPS的卫星较的卫星较“北斗一号北斗一号”的卫星有较小的运行的卫星有较小的运行速度速度CG
19、PS的卫星较的卫星较“北斗一号北斗一号”的卫星有更大的加速的卫星有更大的加速度度DGPS的卫星较的卫星较“北斗一号北斗一号”的卫星周期更短的卫星周期更短CD9卫卫星星电电话话在在抢抢险险救救灾灾中中能能发发挥挥重重要要作作用用。第第一一代代、第第二二代代海海事事卫卫星星只只使使用用静静止止轨轨道道卫卫星星，不不能能覆覆盖盖地地球球上上的的高高纬纬度度地地区区。第第三三代代海海事事卫卫星星采采用用同同步步和和中中轨轨道道卫卫星星结结合合的的方方案案，它它由由4颗颗同同步步卫卫星星与与12颗颗中中轨轨道道卫卫星星构构成成。中中轨轨道道卫卫星星高高度度为为10354公公里里，分分布布在在几几个个轨轨
20、道道平平面面上上(与与赤赤道道平平面面有有一一定定的的夹夹角角)。在在这这个个高高度度上上,卫卫星星 沿沿 轨轨 道道 旋旋 转转 一一 周周 的的 时时 间间 为为 四四 分分 之之 一一 天天.下下列列说法中正确的是说法中正确的是（）A中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度B中轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度中轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度C在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后，在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后，该卫星还在地面该点的正上方该卫星还在地面该点的正上方D如果某一时刻中轨道卫星、同步卫星与地球的球如果某一时刻中轨道卫星、同步卫星与地球的球心在同一直线上心在同一直线上,那么经过那么经过6小时它们仍在同一直线上小时它们仍在同一直线上BC
