天體運(yùn)動(dòng)（老師）

1、方老師專(zhuān)題八 天體運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星m核星Mr一、主要模型1、核星模型中心星不動(dòng)，另一星體繞核星（中心星）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。2、雙星模型（1）孤立系統(tǒng)：忽略周?chē)渌求w對(duì)雙星的萬(wàn)有引力。m1m2r2r1O（2）穩(wěn)定系統(tǒng)：構(gòu)成雙星的兩個(gè)星體繞它們聯(lián)線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。3、三星模型（1）三顆質(zhì)量相等的星體排列在一條直線上，兩顆星圍繞中間的星體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（2）三顆質(zhì)量相等的星體位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。mmmmmm二、主要定律1、開(kāi)普勒三大定律aFF太陽(yáng)地球（1）開(kāi)普勒第一定律（軌道定律）：所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有

2、橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。（2）開(kāi)普勒第二定律（面積定律）：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。（3）開(kāi)普勒第三定律（周期定律）：所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。表達(dá)式：（比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)，僅與中心天體有關(guān)的常數(shù)）2、萬(wàn)有引力定律（1）內(nèi)容及條件：，其中引力常量；兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或兩個(gè)質(zhì)量均勻分布的球體間的相互作用。對(duì)于均勻球體，r是指兩球心間的距離。mgF1NF（2）萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系地球表面物體隨地球一起自轉(zhuǎn)需要向心力，所以，重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力。若忽略地球自轉(zhuǎn)，則萬(wàn)有引力近似等于重力。物體離開(kāi)地球后，萬(wàn)有引力通常也叫重力地球表面的重

3、力加速度隨緯度的增大而增大，隨高度的增大而減小三、天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程（以衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)為例）1、把衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)看成繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需的向心力由萬(wàn)有引力提供則 2、若忽略地球的自轉(zhuǎn)，在地球表面的物體，萬(wàn)有引力等于其重力。（輔）（1）地球表面重力加速度（2）離地球表面高度為h處的重力加速度四、天體質(zhì)量和密度的計(jì)算1、利用天體表面的重力加速度求解由可得：2、利用繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的軌道參數(shù)求解以地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)為例計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量和密度：已知地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期T和軌道半徑r，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，有，太陽(yáng)質(zhì)量太陽(yáng)密度，或，當(dāng)r=R時(shí)，3、天體表面重力加速度的測(cè)量方法假設(shè)宇

4、航員登陸了某星體，有下列方法可測(cè)量出該星體表面的重力加速度。（1）利用彈簧秤和鉤碼（2）利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出自由落體運(yùn)動(dòng)的紙帶（3）利用單擺周期公式測(cè)定重力加速度（4）利用物體在該星體上做平拋運(yùn)動(dòng)或豎直上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和初速。五、人造衛(wèi)星1、衛(wèi)星的可能軌道衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由中心天體對(duì)它的萬(wàn)有引力提供的，人造地球衛(wèi)星的圓軌道有三種：赤道平面軌道斜交平面軌道極地平面軌道O（1）位于赤道平面的赤道軌道；（2）位于極地平面的極地軌道；（3）與赤道平面成某一角度的斜交軌道無(wú)論哪一種軌道，其圓心都應(yīng)在地心。2、衛(wèi)星的軌道參數(shù)與軌道半徑的關(guān)系根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，有當(dāng)軌道半徑r時(shí)，運(yùn)行線速

5、度v，運(yùn)行角速度，運(yùn)動(dòng)周期T，向心加速度a。3、幾種衛(wèi)星（1）近地衛(wèi)星線速度，在所有圓軌道衛(wèi)星中是最大的。，在所有圓軌道衛(wèi)星中是最短的。（2）同步衛(wèi)星軌道在赤道平面內(nèi)，且軌道為圓軌道。運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同T=24h。其圓軌道離地面的高度h3.6×104km。4、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、地球赤道上的物體的比較如圖所示，、分別表示地球近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體。相同點(diǎn)：半徑相同，角速度相同；不同點(diǎn)：是衛(wèi)星，其向心力是由萬(wàn)有引力提供，而不是衛(wèi)星，它的向心力是由萬(wàn)有引力的一小部分提供。赤道上的物體O0近地衛(wèi)星O0同步衛(wèi)星O0（1）線速度：對(duì)，由可得v1>v2，

6、對(duì)，根據(jù)可得v3<v2，則v1>v2>v3。（2）加速度：對(duì)，由可得a1>a2，對(duì)，角速度相同，且都等于地球自轉(zhuǎn)角速度，由a=r2可得a2>a3，則a1>a2>a3。六、宇宙速度1、三個(gè)宇宙速度（1）第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：由可得：。v1是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是繞地球衛(wèi)星的最大的運(yùn)行速度。（2）第二宇宙速度（脫離速度）：v2=11.2km/s，它是使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。（3）第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s，它是使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度?！拘〗Y(jié)】人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度；衛(wèi)星的運(yùn)行速度和發(fā)射速度：圓軌道

7、運(yùn)行速度v7.9km/s，發(fā)射速度v7.9km/s。QP七、衛(wèi)星的變軌以同步衛(wèi)星的發(fā)射（或回收）為例變軌過(guò)程中的速度、加速度大小關(guān)系如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在軌道和軌道上經(jīng)過(guò)P處的速度分別為v1和v2，加速度分別為a1和a2；衛(wèi)星在軌道和軌道上經(jīng)過(guò)Q處的速度分別為v3和v4，加速度分別為a3和a4。1、速度大小的比較：在P處點(diǎn)火加速后，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)，由軌道變軌進(jìn)入軌道，故v2> v1，同理v4> v3。衛(wèi)星在在軌道和軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可得：v1> v4，所以，速度大小關(guān)系為：v2>v1>v4>v3。2、加速度大小比較：根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，有，則

8、加速度，式中r為衛(wèi)星到地心的距離，所以，加速度的大小關(guān)系為：a1=a2>a3=a4。典型例題【例1】（重力和萬(wàn)有引力）某球形行星“一晝夜”時(shí)間為T(mén)=6h，在該行星上用彈簧秤稱(chēng)同一物體的重量，發(fā)現(xiàn)在其“赤道”上的讀數(shù)比其“南極”處小9；若設(shè)想該行星自轉(zhuǎn)速度加快，在其“赤道”上的物體會(huì)自動(dòng)“漂浮”起來(lái)，這時(shí)，該行星的自轉(zhuǎn)周期為多少?【解析】設(shè)物體的質(zhì)量為m，球形行星的質(zhì)量為M、半徑為R，其“赤道”處的重力加速度為g，由題意可得當(dāng)行星的自轉(zhuǎn)周期為T(mén)時(shí)，在其“赤道”上的物體會(huì)自動(dòng)“漂浮”起來(lái)，則 聯(lián)立以上兩式解得：【例2】（天體質(zhì)量和密度的計(jì)算）已知萬(wàn)有引力常量G，那么在下列給出的各種情景中，能

9、根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)求出月球密度的是（B）A在月球表面讓一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，測(cè)出落下的高度H和時(shí)間tB發(fā)射一顆貼近月球表面繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的飛船，測(cè)出飛船運(yùn)行的周期TC觀察月球繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)出月球的直徑D和月球繞地球運(yùn)行的周期TD發(fā)射一繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，測(cè)出衛(wèi)星離月球表面的高度H和衛(wèi)星的周期T【例3】（天體密度估算 衛(wèi)星軌道參數(shù)）已知地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑大約是月球半徑的4倍不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)的影響，由以上數(shù)據(jù)可推算出A地球的平均密度與月球的平均密度之比約為98B地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比約為94C靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期與靠近月球表

10、面沿圓軌道運(yùn)行的航天器的周期之比約為89D靠近地球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器線速度與靠近月球表面沿圓軌道運(yùn)行的航天器線速度之比約為814【解析】（1）由得：，則（2）由得：，則（3）由得：，則（4）由得：，則【答案】C【例4】（衛(wèi)星的軌道參數(shù)與估算）衛(wèi)星電話信號(hào)需要通地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近于（可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3.8×105km，運(yùn)行周期約為27天，地球半徑約為6400千米，無(wú)線電信號(hào)傳播速度為3×108m/s）(B)A0.1s B0.25s C0.5s D1s【例5】（

11、同步衛(wèi)星）地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出。已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則Aa是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度Ba是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度Ca是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度Da是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是地球表面處的重力加速度【解析】（1）對(duì)同步衛(wèi)星，有，所以，（2）對(duì)地球表面物體，有，所以，聯(lián)立以上兩式可得：【答案】AD【例6】（同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、地面物體的區(qū)別）同步衛(wèi)星距地心間距為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2

12、，地球半徑為R；第一宇宙速度為v2，則下列比值中正確的是(AC)ABCD【解析】（1）對(duì)同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星，有：，則，所以，（2）同步衛(wèi)星和地球赤道上的物體具有相同的角速度，根據(jù)可知，則【答案】AC【例7】（衛(wèi)星的軌道參數(shù)與追及問(wèn)題）某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓。每過(guò)N年，該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的延長(zhǎng)線上，如圖所示。該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑比為 (B)太陽(yáng)行星地球A B C D【例8】（衛(wèi)星變軌后的參數(shù)變化）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)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有(ABC)A在軌道上經(jīng)過(guò)

13、A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度B在軌道上經(jīng)過(guò)A的速度小于在軌道上經(jīng)過(guò)A 的速度C在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期D在軌道上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道上經(jīng)過(guò)A的加速度【例9】（衛(wèi)星變軌后的能量變化）我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(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(guò)兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(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 (D) A衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小 B衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大 C衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小 D衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大【例10】（天體質(zhì)量估算 衛(wèi)星軌道

14、參數(shù)）在勇氣號(hào)火星探測(cè)器著陸的最后階段，著陸器降落到火星表面上，再經(jīng)過(guò)多次彈跳才停下來(lái)假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)高度為h，速度方向是水平的，速度大小為v0，求它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小，計(jì)算時(shí)不計(jì)大氣阻力已知火星的一個(gè)衛(wèi)星的圓軌道的半徑為r，周期為T(mén)火星可視為半徑為r0的均勻球體【例11】（同步衛(wèi)星及其軌道參數(shù)）如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心 （1）求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期（2）如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近（O、B、

15、A在同一直線上），則至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，他們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱縍hOAB【解析】（1）設(shè)衛(wèi)星B的運(yùn)行周期為T(mén)B，由萬(wàn)有引力定律和向心力公式得對(duì)地球表面物體m'，有 聯(lián)立解得（2）依題意，到A、B兩衛(wèi)星再次相距最近時(shí)，有由得 由兩式解得專(zhuān)題八 練習(xí)一1設(shè)想人類(lèi)開(kāi)發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)采后，地球仍可看作是均勻的球體，月球仍沿開(kāi)采前的圓周軌道運(yùn)動(dòng)，則與開(kāi)采前相比A地球與月球間的萬(wàn)有引力將變大 B地球與月球間的萬(wàn)有引力將變小C月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長(zhǎng) D月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短2假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來(lái)的一半，地球繞太陽(yáng)公

16、轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半 B地球的向心力變?yōu)榭s小前的C地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同 D地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半3已知太陽(yáng)到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí)，可估算出太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力的比值約為A0.2 B2 C20 D20041990年5月，紫金山天文臺(tái)將他們發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)小行星命名為吳健雄星，該小行星的半徑為16km。若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，小行星的密度與地球相同。已知地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度為g。這個(gè)

17、小行星表面的重力加速度為A400gBC20gD5最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽(yáng)系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為1200年，它與該恒星的距離為地球到太陽(yáng)距離的100倍假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有A恒星質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量之比 B恒星密度與太陽(yáng)密度之比C行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比 D行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比6土星周?chē)忻利悏延^的“光環(huán)”，組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1m到10m的巖石、塵埃，類(lèi)似于衛(wèi)星，它們與土星中心的距離從7.3×104km延伸到1.4×105km已知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓

18、周運(yùn)動(dòng)的周期約為14h，引力常量為6.67×1011N·m2/kg2，則土星的質(zhì)量約為（估算時(shí)不考慮環(huán)中顆粒間的相互作用）A9.0×1016kgB6.4×1017kgC9.0×1025kgD6.4×1026kg7組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個(gè)最大的自轉(zhuǎn)速率如果超過(guò)了該速率，星球的萬(wàn)有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運(yùn)動(dòng)由此能得到半徑為R、密度為、質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T下列表達(dá)式中正確的是ABCD8我國(guó)探月的“嫦娥工程”已啟動(dòng)，在不久的將來(lái)，我國(guó)宇航員將登上月球假如宇航員在月球上測(cè)得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)

19、的單擺做小振幅振動(dòng)的周期為T(mén)，將月球視為密度均勻、半徑為r的球體，則月球的密度為ABCD9某同學(xué)閱讀了“火星的現(xiàn)在、地球的未來(lái)”一文，摘錄了以下資料：根據(jù)目前被科學(xué)界普遍接受的宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)可知，萬(wàn)有引力常量在極其緩慢地減小。太陽(yáng)幾十億年來(lái)一直不斷地在通過(guò)發(fā)光、發(fā)熱釋放能量。金星和火星是地球的兩位近鄰，金星位于地球圓軌道的內(nèi)側(cè)，火星位于地球圓軌道的外側(cè)。由于火星與地球的自轉(zhuǎn)周期幾乎相同，自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道平面的傾角也幾乎相同，所以火星上也有四季變化。根據(jù)該同學(xué)摘錄的資料和有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，可推斷A太陽(yáng)對(duì)地球的引力在緩慢減小 B太陽(yáng)對(duì)地球的引力在緩慢增加C火星上平均每個(gè)季節(jié)持續(xù)的時(shí)間等于3個(gè)月D火

20、星上平均每個(gè)季節(jié)持續(xù)的時(shí)間大于3個(gè)月10假設(shè)某星體是一個(gè)半徑為R的均勻球體，已知星體的自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，在兩極地表面自由落體加速度為g。求：（1）用彈簧秤在星球表面“兩極”與“赤道”不同地點(diǎn)測(cè)同一物體的“重量”之比。（2）設(shè)想星體自轉(zhuǎn)角速度加快到某一值時(shí)，在赤道上的物體會(huì)恰好自動(dòng)飄起來(lái)，則此時(shí)角速度為多少？11宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過(guò)時(shí)間5t小球落回原處（取地球表面重力加速度g10m/s2，空氣阻力不計(jì)）（1）求該星球表面附近的重力加速度g；（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星:R地1:4，求該

21、星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地12已知萬(wàn)有引力常量G，地球半徑R，月球和地球之間的距離r，同步衛(wèi)星距地面的高度h，月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1，地球的自轉(zhuǎn)周期T2，地球表面的重力加速度g某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：同步衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，由得（1）請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確，并說(shuō)明理由如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果（2）請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果地球火星太陽(yáng)圖51413火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可以看作同一平面內(nèi)同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知火星的軌道半徑r火=1.5×1011m，地球的軌道半徑r地=1.0×1011m從火星與地球相

22、距最近的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，如圖514所示試估算火星再次與地球相距最近需要多少地球年？（保留兩位有效數(shù)字）練習(xí)二11990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600km的高空，使得人類(lèi)對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)與研究有了極大的進(jìn)展假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行已知地球半徑為6.4×106m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6×107m這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期，以下數(shù)據(jù)中最接近其運(yùn)動(dòng)周期的是A0.6小時(shí)B1.6小時(shí)C4.0小時(shí)D24小時(shí)2據(jù)報(bào)道，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過(guò)4次變軌控制后，于

23、5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說(shuō)法正確的是A運(yùn)行速度大于7.9km/s B離地面高度一定，相對(duì)地面靜止C繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等3一顆人造地球衛(wèi)星S，其運(yùn)動(dòng)的圓軌道和地球赤道在同一平面內(nèi)，某時(shí)刻，位于赤道上的某人觀測(cè)到S在他的正上方。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)了一周時(shí)，此人在原地作第二次觀測(cè)，又發(fā)現(xiàn)S在他的正上方。下列哪個(gè)說(shuō)法正確？AS繞地心的運(yùn)動(dòng)必定正好等于一周BS繞地心的運(yùn)動(dòng)有可能大于一周CS繞地心的運(yùn)動(dòng)有可能小于一周DS繞地心的運(yùn)動(dòng)有可能等于一周4在某星球表面以初速度v0豎直上拋一

24、物體，若物體只受該星球引力作用，忽略其他力的影響，物體上升的最大高度為h，已知該星球的直徑為d，如果要在這個(gè)星球上發(fā)射一顆繞它運(yùn)行的衛(wèi)星，其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期為A B C D5我國(guó)繞月探測(cè)工程的預(yù)先研究和工程實(shí)施已取得重要進(jìn)展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v，對(duì)應(yīng)的環(huán)繞周期為T(mén)，則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測(cè)器的速度和周期分別為A，B，C，D，6星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱(chēng)為第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6不計(jì)

25、其它星球的影響則該星球的第二宇宙速度為ABCD7在圓軌道上的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R地面上的重力加速度為g，則A衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度為B衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為C衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度為D衛(wèi)星的動(dòng)能為8同步衛(wèi)星距地心間距為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，地球半徑為R；第一宇宙速度為v2，則下列比值中正確的是ABCD9宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱(chēng)體重的臺(tái)秤上，用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，N表示人對(duì)秤的壓力，下面說(shuō)法中正確的是Ag=0Bg=

26、gCN=0DN=mg圖52610如圖526所示，a是靜止在地球赤道上的物體，b、c是兩顆人造地球衛(wèi)星，其中c是地球的同步衛(wèi)星，a、b、c在同一平面內(nèi)沿不同的軌道繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，三者繞行方向相同（為圖示順時(shí)針?lè)较颍┮阎猂bRc若在某一時(shí)刻，它們正好運(yùn)行到同一條直線上，如圖甲所示那么再經(jīng)過(guò)6小時(shí)，物體a、衛(wèi)星b、c的位置可能是AB圖52711如圖527所示，正在圓軌道上運(yùn)行的宇宙空間站A，為了與比它軌道更高的空間站B對(duì)接，必須改變自己的軌道，它可以采用噴氣的方法改變速度，從而達(dá)到改變軌道的目的則以下說(shuō)法正確的是A它應(yīng)沿運(yùn)行速度方向噴氣，與B對(duì)接后周期變小B它應(yīng)沿運(yùn)行速度方向噴氣，與B對(duì)接后周

27、期變大C它應(yīng)沿運(yùn)行速度的反方向噴氣，與B對(duì)接后周期變小D它應(yīng)沿運(yùn)行速度的反方向噴氣，與B對(duì)接后周期變大12有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星，它繞地球做勻速周運(yùn)動(dòng)的軌道平面與地球的赤道平面成900角，它常應(yīng)用于氣象觀測(cè)已知該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)0/4（T0為地球的自轉(zhuǎn)周期），地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R問(wèn)：（1）該衛(wèi)星一晝夜能有幾次經(jīng)過(guò)赤道上空？試說(shuō)明理由（2）該衛(wèi)星離地的高度H為多少？13某衛(wèi)星距離地面高度為地球半徑R0，衛(wèi)星的圓形軌道平面與赤道平面重合，已知地球表面重力加速度為g（1）求出衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)周期T；（2）設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期T0，該衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，則位于赤道上某處的人

28、能連續(xù)看到該衛(wèi)星的時(shí)間是多少？14某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽(yáng)光照射的此衛(wèi)星，試問(wèn)，春分那天（太陽(yáng)光直射赤道）在日落后12小時(shí)內(nèi)有多長(zhǎng)時(shí)間該觀察者看不見(jiàn)此衛(wèi)星？已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，不考慮大氣對(duì)光的折射【參考答案】1BD；2BC；3B；4B 5AD 【點(diǎn)撥】設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為m1，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑r1，地球公轉(zhuǎn)速度v1，恒星質(zhì)量為m2，行星繞恒星運(yùn)行的軌道半徑為r2，行星運(yùn)行速度v2，則由萬(wàn)有引力提供向心力得：，。6D 【點(diǎn)撥】由萬(wàn)有引力提供向心力得：所以，7AD 8B【點(diǎn)撥】根據(jù)單擺周期公式，月球表面重力加速度，對(duì)月球表面物體應(yīng)有：，則，故月球的密度為9AD 10解析：設(shè)質(zhì)量為m的物體在星體表面受萬(wàn)有引力為F，兩極和赤道重量分別為F1、F2 （1）在兩極，有F=mg，F(xiàn)1=F ，則F1=mg在赤道，有， （2）物體會(huì)恰好自動(dòng)