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1、物理必修ii沪科版第5章万有引力与航天章末复习.二、三种宇宙速度二、三种宇宙速度1第一宇宙速度第一宇宙速度(环绕速度环绕速度)：v1 ，是人造地球，是人造地球卫星的星的最小最小 速度，也是人造地球速度，也是人造地球卫星星绕地球做地球做圆周运周运动的的 速度速度2第二宇宙速度第二宇宙速度(脱离速度脱离速度)：v2 ，是使物体，是使物体挣脱脱 引力束引力束缚的最小的最小发射速度射速度3第三宇宙速度第三宇宙速度(逃逸速度逃逸速度)：v3 ，是使物体，是使物体挣脱脱 引力束引力束缚的最小的最小发射速度射速度(1)三种宇宙速度均指发射速度，不要误认为是环绕速度三种宇宙速度均指发射速度，不要误认为是环绕速
2、度(2)任何星体都有对应的宇宙速度，以上三种宇宙速度是对地球而任何星体都有对应的宇宙速度，以上三种宇宙速度是对地球而言的言的7.9km/s11.2km/s发射射最大最大地球地球16.7km/s太阳太阳运运动状状态 相同的相同的 增大的增大的 不同的不同的 1关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是()A第一宇宙速度又叫第一宇宙速度又叫环绕速度速度B第一宇宙速度又叫脱离速度第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的第一宇宙速度跟地球的质量无关量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关第一宇宙速度跟地球的半径无关答案：答案：A2关于地球的同步关于地球的同步卫星
3、下列星下列说法正确的是法正确的是()A所有地球的同步所有地球的同步卫星一定星一定处于赤道的正上方，但不一定在同于赤道的正上方，但不一定在同一个一个圆周上周上B所有地球的同步所有地球的同步卫星离地面的高度相同，但不一定位于赤道星离地面的高度相同，但不一定位于赤道的正上方的正上方C所有地球的同步所有地球的同步卫星的向心加速度、星的向心加速度、线速度、角速度、周期速度、角速度、周期一定相同一定相同D所有地球同步所有地球同步卫星的向心加速度大小、星的向心加速度大小、线速度大小、角速度速度大小、角速度和周期一定相等和周期一定相等解析：解析：同步卫星高度一定，故同步卫星高度一定，故A错；同步卫星都在赤道面
4、内，故错；同步卫星都在赤道面内，故B错；向心加速度、线速度都是矢量，故错；向心加速度、线速度都是矢量，故C错、错、D对对答案：答案：D3在日常生活中我在日常生活中我们并没有并没有发现物体的物体的质量随物体的运量随物体的运动的的变化而化而变化，其原因是化，其原因是()A运运动物体无法称物体无法称质量量B物体的速度物体的速度远小于光速，小于光速，质量量变化极小化极小C物体物体质量太大量太大D物体物体质量不随速度量不随速度变化而化而变化化答案：答案：B4(2011年高考山东理综年高考山东理综)甲、乙甲、乙为两两颗地球地球卫星，其中甲星，其中甲为地球地球同步同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两星
5、，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星星轨道均可道均可视为圆轨道以下判断正确的是道以下判断正确的是()A甲的周期大于乙的周期甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度甲的加速度小于乙的加速度D甲在运行甲在运行时能能经过北极的正上方北极的正上方答案：答案：AC应用万有引力定律分析天体的运用万有引力定律分析天体的运动 例例1天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球的是地球的4.7倍，质量是地球的倍，质量是地球的25倍已知某一近地卫星绕地球运动倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为的周
6、期约为1.4小时，引力常量小时，引力常量G6.671011 Nm2/kg2，由此估算，由此估算该行星的平均密度为该行星的平均密度为()A1.8103 kg/m3B5.6103 kg/m3C1.1104 kg/m3 D2.9104 kg/m3答案答案D答案：答案：A人造人造卫星与双星星与双星问题(1)卫星绕地球运行的最小周期约为卫星绕地球运行的最小周期约为85分钟分钟(2)人造地球卫星绕地球运行时，处于失重状态，并不是不受重人造地球卫星绕地球运行时，处于失重状态，并不是不受重力作用，是因为重力完全用来提供向心力力作用，是因为重力完全用来提供向心力例例2土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的
7、运动可土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动其中有两个岩石颗粒视为圆周运动其中有两个岩石颗粒A和和B与土星中心的距离分别为与土星中心的距离分别为rA8.0104 km和和rB1.2105 km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用忽略所有岩石颗粒间的相互作用(结果可用根式表示结果可用根式表示)(1)求岩石颗粒求岩石颗粒A和和B的线速度之比的线速度之比(2)求岩石颗粒求岩石颗粒A和和B的周期之比的周期之比(3)土星探测器上有一物体，在地球上重为土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N，推算出它在距土，推算出它在距土星中心星中心3.2105 km处受到土星的引力为处受到土星的引力
8、为0.38 N已知地球半径为已知地球半径为6.4103 km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？，请估算土星质量是地球质量的多少倍？思路点拨思路点拨根据万有引力提供向心力，向心力公式选择涉及线根据万有引力提供向心力，向心力公式选择涉及线速速 度、周期的公式求比可得度、周期的公式求比可得(1)、(2)两问根据万有引力公式及万有两问根据万有引力公式及万有引力和重力的关系可得引力和重力的关系可得(3)问问答案：答案：BD卫星的在星的在轨运行和运行和变轨问题 例例3(2010年高考江苏卷年高考江苏卷)2009年年5月，航天月，航天飞 机在完成机在完成对哈勃空哈勃空间望望远镜的的维修任修任务后，在后，在
9、A点点 从从圆形形轨道道进入入椭圆轨道道，B为轨道道上的一上的一 点，如点，如图所示关于航天所示关于航天飞机的运机的运动，下列，下列说法中法中 正确的有正确的有()A在在轨道道上上经过A的速度小于的速度小于经过B的速度的速度B在在轨道道上上经过A的的动能小于在能小于在轨道道上上经过A的的动能能C在在轨道道上运上运动的周期小于在的周期小于在轨道道上运上运动的周期的周期D在在轨道道上上经过A的加速度小于在的加速度小于在轨道道上上经过A的加速度的加速度思路点拨思路点拨解决本题需要注意以下三点：解决本题需要注意以下三点：(1)由开普勒定律判断卫星在椭圆轨道上运行时的速度变化和周期由开普勒定律判断卫星在
10、椭圆轨道上运行时的速度变化和周期(2)卫星变轨时，在不同轨道上的机械能不同，轨道半径越大机械卫星变轨时，在不同轨道上的机械能不同，轨道半径越大机械能越大能越大(3)加速度大小的判断可根据万有引力大小来确定加速度大小的判断可根据万有引力大小来确定答案答案ABC3(2011年高考全国卷年高考全国卷)我国我国“嫦娥一号嫦娥一号”探月探月卫星星发射后，先在射后，先在“24小小时轨道道”上上绕地球运行地球运行(即即绕地球一圈需要地球一圈需要24小小时)；然后，；然后，经过两两次次变轨依次到达依次到达“48小小时轨道道”和和“72小小时轨道道”；最后奔向月球如；最后奔向月球如果按果按圆形形轨道道计算，并忽
11、略算，并忽略卫星星质量的量的变化，化，则在每次在每次变轨完成后完成后与与变轨前相比前相比()A卫星星动能增大，引力能增大，引力势能减小能减小B卫星星动能增大，引力能增大，引力势能增大能增大C卫星星动能减小，引力能减小，引力势能减小能减小D卫星星动能减小，引力能减小，引力势能增大能增大答案：答案：D答案：答案：AC答案：答案：ACD3(2011年高考北京理综年高考北京理综)由于通信和广播等方面的需要，由于通信和广播等方面的需要，许多多国家国家发射了地球同步射了地球同步轨道道卫星，星，这些些卫星的星的()A质量可以不同量可以不同 B轨道半径可以不同道半径可以不同C轨道平面可以不同道平面可以不同 D
12、速率可以不同速率可以不同答案：答案：A4(2010年高考新课标全国卷年高考新课标全国卷)太阳系中的太阳系中的8大行星的大行星的轨道均可以近道均可以近似看成似看成圆轨道下列四幅道下列四幅图是用来描述是用来描述这些行星运些行星运动所遵从的某所遵从的某一一规律的律的图象象图中坐中坐标系的横系的横轴是是lg(T/T0)，纵轴是是lg(R/R0)；这里里T和和R分分别是行星是行星绕太阳运行的周期和相太阳运行的周期和相应的的圆轨道半径，道半径，T0和和R0分分别是水星是水星绕太阳运行的周期和相太阳运行的周期和相应的的圆轨道半径下列四道半径下列四幅幅图中正确的是中正确的是()答案：答案：B本小节结束本小节结束请按请按ESC键返回键返回谢谢大家！结结 语语
