江蘇省2019版高中物理學(xué)業(yè)水平測試復(fù)習(xí) 第六章 萬有引力與航天 第16講 人造衛(wèi)星 宇宙速度學(xué)案 必修2.doc

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第16講 人造衛(wèi)星 宇宙速度 緊扣考綱 考情再現(xiàn) 測試內(nèi)容 測試要求 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 人造地球衛(wèi)星 A 宇宙速度 A 22 10 考點一　人造地球衛(wèi)星 (1)人造地球衛(wèi)星的運動模型可看成是勻速圓周運動，它所需的向心力由___________提供． (2)根據(jù)公式G＝m＝mω2r＝m＝ma可知，同一軌道上的衛(wèi)星具有相同大小的線速度、角速度、周期和加速度，人造地球衛(wèi)星運動的軌道半徑r越大，它運動的線速度v__________，角速度ω__________，周期T________，加速度a________. 例1　(2018連云港學(xué)測模擬)如圖1所示，A、B、C是在地球大氣層外的圓形軌道上運行的三顆人造地球衛(wèi)星，下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．B、C的角速度大小相等，且小于A的角速度 B．B、C的線速度大小相等，且大于A的線速度 C．B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度 D．B、C的周期相等，且小于A的周期 歸納總結(jié)　衛(wèi)星繞地球運動，離地面越遠(yuǎn)，線速度越小，角速度越小，向心加速度越小，周期越大，“越遠(yuǎn)越慢”． 例2　(2017揚州學(xué)測模擬)我國自主研發(fā)的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中含有同步衛(wèi)星，關(guān)于同步衛(wèi)星下列說法中正確的是(　　) A．同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài) B．同步衛(wèi)星的線速度是不變的 C．同步衛(wèi)星的高度是一定的 D．線速度應(yīng)大于第一宇宙速度 歸納總結(jié)　地球同步衛(wèi)星 衛(wèi)星運動與地球自轉(zhuǎn)同步，它的特點是周期一定(24 h)、軌道一定(軌道平面一定在赤道平面內(nèi))、高度一定(距離地球表面約36 000 km)． 考點二　宇宙速度 (1)宇宙速度 ①第一宇宙速度：v＝________ km/s. ②第二宇宙速度：v＝________ km/s. ③第三宇宙速度：v＝________ km/s. (2)牛頓經(jīng)典理論的適用范圍是________________，在微觀、高速的范圍內(nèi)不能適用． 特別提醒　對三個宇宙速度的理解 (1)第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，是發(fā)射衛(wèi)星進(jìn)入最低軌道所必須具有的最小發(fā)射速度，是衛(wèi)星進(jìn)入圓軌道正常運轉(zhuǎn)的最大運行速度． (2)第二宇宙速度又叫脫離速度，是物體掙脫地球引力束縛所需的最小的地面發(fā)射速度． (3)第三宇宙速度又叫逃逸速度，是物體掙脫太陽引力束縛所需的最小的地面發(fā)射速度． 例3　(2017屆鎮(zhèn)江學(xué)測模擬)關(guān)于第一宇宙速度，下列說法中正確的是(　　) A．人們稱11.2 km/s為第一宇宙速度，也叫脫離速度 B．它是人造地球衛(wèi)星沿圓軌道繞地球飛行的最大的環(huán)繞速度 C．它是人造地球衛(wèi)星沿圓軌道繞地球飛行的最小的環(huán)繞速度 D．它是將人造地球衛(wèi)星發(fā)射升空的最大發(fā)射速度 易錯辨析　人造衛(wèi)星發(fā)射速度v發(fā)≥7.9 km/s，沿圓軌道的環(huán)繞速度v環(huán)≤7.9 km/s. 例4　(2018南通學(xué)測模擬)2016年8月16日，我國自主研制的世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”被送入距地面500 km高的運行圓軌道上，現(xiàn)已投入使用．“墨子號”衛(wèi)星在軌道上的運行速度(　　) A．等于11.2 km/s B．等于7.9 km/s C．小于7.9 km/s D．大于7.9 km/s 例5　(2018連云港學(xué)測模擬)2016年12月22日，中國首顆碳衛(wèi)星被成功發(fā)射到太空中，它將會在距地面700公里的軌道上，每16天對地球進(jìn)行一次全面體檢．而且還可為研究PM2.5等大氣污染成因提供重要數(shù)據(jù)支撐．其發(fā)射速度(　　) A．等于7.9 km/s B．大于7.9 km/s且小于11.2 km/s C．大于16.7 km/s D．大于11.2 km/s且小于16.7 km/s 1．(2016江蘇學(xué)測)“天琴計劃”需要從地面發(fā)射三顆衛(wèi)星，若發(fā)射時要先將衛(wèi)星送入繞地球的橢圓軌道．則衛(wèi)星發(fā)射速度(　　) A．等于第一宇宙速度 B．等于第二宇宙速度 C．介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 D．介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間 2．(2015江蘇學(xué)測)如圖2所示，在地面上發(fā)射一個飛行器，進(jìn)入近地圓軌道Ⅰ并繞地球運行，其發(fā)射速度v應(yīng)滿足(　　) 圖2 A．v<7.9 km/s B．v＝7.9 km/s C．v＝11.2 km/s D．v>11.2 km/s 3．(2012江蘇學(xué)測)在地面上發(fā)射飛行器，如果發(fā)射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，則它將(　　) A．繞地球做圓周運動 B．繞地球做橢圓運動 C．掙脫地球的束縛繞太陽運動 D．掙脫太陽的束縛飛離太陽系 4．如圖3所示是小明同學(xué)畫的人造地球衛(wèi)星軌道的示意圖，則衛(wèi)星(　　) 圖3 A．在a軌道運行的周期為24 h B．在b軌道運行的速度始終不變 C．在c軌道運行的速度大小始終不變 D．在c軌道運行時受到的地球引力大小是變化的 5．如圖4所示，設(shè)行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍．不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響，則(　　) 圖4 A．金星表面的重力加速度是火星的倍 B．金星的“第一宇宙速度”是火星的倍 C．金星繞太陽運動的加速度比火星小 D．金星繞太陽運動的周期比火星大 答案精析 考點突破 考點一 (1)萬有引力　(2)越小　越小　越大　越小 例1　A　[由F＝G＝m＝mrω2＝mr＝ma得：v＝ ，ω＝ ，T＝ ，a＝G.B、C在同一軌道上，線速度、角速度、向心加速度大小相等，周期相同，并且vBTA.] 例2　C　[地球同步衛(wèi)星相對地面靜止．T＝24 h，高度是一定的，線速度小于第一宇宙速度，速度方向不斷變化，萬有引力提供向心力，不是平衡狀態(tài)．] 考點二 (1)①7.9　②11.2?、?6.7　(2)宏觀、低速 例3　B　[7.9 km/s為第一宇宙速度，它是衛(wèi)星沿圓軌道繞地球飛行的最大環(huán)繞速度，是最小的發(fā)射速度．] 例4　C　[衛(wèi)星圍繞地球做圓周運動的環(huán)繞速度小于7.9 km/s.] 例5　B 真題演練 1．C　2.B　3.B　4.D　5.B