第4講__雙星、軌道與變軌問題

1、第四講衛(wèi)星軌道與變軌、雙星一、衛(wèi)星的能量r時(shí)，引力勢能可表示為Ri的軌道上繞地球做勻速圓R2,此過程中因摩擦1. （2013高考安徽理綜第17題）質(zhì)量為 m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為Ep=-G Mm，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來的在半徑為r周運(yùn)動(dòng)，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)? 1 1 1 1 1C. GMm (-) D. GMm (-)2R12R R2而產(chǎn)生的熱量為(1 1A. GMm( -)R2 R.1)1 1B. GMm(-)R R2、橢圓軌道與圓軌道2、可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（）A .與地球表面上某一緯度線（非赤道

2、）是共面同心圓（如 a）B 與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓C 與赤道平面成一夾角的橢圓，地心是其中一個(gè)焦點(diǎn)（如c）D .與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對(duì)地球表面是靜止的（如b）3、（ 2010山東卷）1970年4月24日，我國自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星東紅一號(hào)”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元。東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和運(yùn)地點(diǎn)N的高度分別為 439km 和 2384km，則（）A .衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢能大于N點(diǎn)的勢能B. 衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于 N點(diǎn)的角速度C. 衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于 N點(diǎn)的加速度D .衛(wèi)星在M點(diǎn)的速度大于7. 9km/s

3、4、（ 2012北京咼考卷）.關(guān)于環(huán)繞地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A .分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B .沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C .在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D .沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會(huì)重合三、變軌5、 宇宙飛船到了月球上空后以速度v繞月球作圓周運(yùn)動(dòng)，如右圖所示，為了使飛船落在月球的B點(diǎn)，在軌道的A點(diǎn)火箭發(fā)動(dòng)器作出短時(shí)間發(fā)動(dòng)，向外噴射高溫燃?xì)狻姎獾姆较颍ǎ〢. 與v的方向一致B.與v的方向相反C. 垂直v的方向向右D.垂直v的方向向左6、（ 2010江蘇

4、卷）2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道I進(jìn)入橢圓軌道n, B為軌道H上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有（）（A）在軌道n上經(jīng)過 A的速度小于經(jīng)過 B的速度（B）在軌道n上經(jīng)過 A的動(dòng)能小于在軌道I上經(jīng)過 A的動(dòng)能（C）在軌道n上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期（D） 在軌道n上經(jīng)過 A的加速度小于在軌道I上經(jīng)過A的加速度7、（ 2011全國卷1）.我國 嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“ 24、時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行（即繞地球一圈需要 24小時(shí)）；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“ 4小時(shí)軌道”和“7小時(shí)軌道”；最后奔向月球。如果按圓形

5、軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比（）A .衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能減小B 衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能增大C .衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能減小D 衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能增大8 （ 09年山東卷）2008年9月25日至28日我國成功實(shí)施了 神舟”七號(hào)載入航天飛行并實(shí)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(diǎn)343千米處點(diǎn)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(yùn)行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是（）IQCC） IA 飛船變軌前后的機(jī)械能相等B .飛船在圓軌道上時(shí)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(yùn)動(dòng)的角度速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)

6、的角速度D 飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度9、 （ 2013全國新課標(biāo)）2012年6月18日，神州九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓軌 道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會(huì)對(duì)接。對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，下面說法正確的是（）A. 為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B. 如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加C. 如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低D. 航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用10、（2011上海）人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過程中由于受到微小的阻力，

7、軌道半徑將緩慢減小。在此運(yùn)動(dòng)過程中，衛(wèi)星所受萬有引力大小將 （填減小”或增大”；其動(dòng)能將 （填減小”或增大”。四、對(duì)接11、（高科技探究）宇宙飛船和空間站在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，若飛船想與前面的空間站對(duì)接，飛船為了追上空間站，可以采取的方法是（）A、飛船加速直到追上空間站，完成對(duì)接B、飛船從原軌道減速至一個(gè)較低軌道，再加速追上空間站完成對(duì)接C、飛船加速至一個(gè)較高軌道再減速追上空間站完成對(duì)接D、無論飛船采取何種措施，均不能與空間站對(duì)接五、雙星與多星系統(tǒng)、雙星：兩顆星繞它們連線上的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，稱之為雙星。二、特點(diǎn)：“兩個(gè)相等，三個(gè)反比”1. 兩個(gè)相等（1）角速度3、周期 T相等。（2）向心力相等

8、。2. 三個(gè)反比：半徑、線速度、加速度與其質(zhì)量成反比。三、注意：萬有引力公式FGmi2m2中的r應(yīng)是兩星體中心之間的距離；而向心力公式Fn=mo 2r中的r應(yīng)r是該星體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。12、 （ 2010重慶卷）月球與地球質(zhì)量之比約為1 : 80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞月地連線上某點(diǎn)0做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞0點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比約為（）A.1:6400 B. 1:80 C. 80:1 D. 6400:113、 （2012重慶卷）冥王星與其附近的星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為7: 1,同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由此可知冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的（）/丿、恂【: F P1.、 u !、二 /A.軌道半徑約為卡戎的1/7B.角速度大小約為卡戎的1/7C.線度大小約為卡戎的 7倍D.向心力小約為卡戎的 7倍14、（2013高考山東理綜第20題）雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連 線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周 期均可能發(fā)生變化。 若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T,經(jīng)過一段時(shí)間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 （）Bn3T CFt Dk天文學(xué)家將相距較