2021屆高中物理舊同步必修2第6章5宇宙航行

1所示，把物體水平拋出，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，rr

Gr2＝mr，可得 7.911.216.7 √ × √r由 GM，高軌 運行速度小，故發(fā)射高軌 比發(fā)射低軌 更r易 ×地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球的第一宇宙速度為 答 答案不同.由R2＝mR

(1)人造近地環(huán)繞地球做勻速圓周運動的運行速度，大小為7.9km/s.對于近地人造，軌道半徑r近似等于地球半徑R，在軌道處所受的萬有引力近似等 GR2＝mRmg＝mRv＝②發(fā) vmax＝ r可知 RR R

v＝gRg，在地面附近發(fā)射飛行器使之能夠脫離地球的引力作用離開地球所需的最小發(fā)射速度，16.7km/s.例1(2019·一中期末)我國發(fā)射了一顆繞月運行的探月“一號”.設該 11 A.0.4 B.1.8C.11 D.36答案解析由萬有引力提供向心力即可得出圍繞星球做勻速圓周運動的最大環(huán)繞速度，即該星球r r由Gr2＝mr得 M 1 地又M＝81，地v 故月球和地球的第一宇宙速度之比v故v 2km/s≈1.8 B項正確例2(2019·湘潭一中期末)在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經時間t后，物體以v落回手中.R，求該星球的第一宇宙速度.(物體只受星球的引力， 解析

0＝t宇宙速度即 在其表面附近繞其做勻速圓周運動的線速度大小，由 球的第一宇宙速度為v＝g

R答案收看電視時，天線要對準方向，在地球上方“靜止”不動，所以天線對＝7.9km/s；由 2πR可得其周期為T≈85＝7.9km/s和85min分別是人造做勻速圓周運動的最大線速度和最小周期

33③定高度由GR＋h2＝mT2(R＋h)可得同 離地面高度為

例3 為天氣預報提供準確全面和及時的氣象資料.設地球同步的軌道半徑是地球半徑的n倍， n n D.

1答案解析地球同步的軌道半徑是地球半徑的n倍，所以同步距地面的高度是地球半

r的(n－1)倍，A正確.由萬有引力提供向心力得r2r

r

度

B正確.同步與地R，所以同 n倍，C錯誤

ma，得

根據r2 ＝r2，則同1針對訓練1如圖4所示，中國北斗導航系統(tǒng)自行研制的全球導航系統(tǒng).其中有靜止軌道同步和中地球軌道.已知中地球軌道的軌道高度在5000～15000km，則下列說法正確的是()B.上述兩種的運行速度可能大于7.9答案例4 如圖5所示，A為地面上的待發(fā)射，B為近地圓軌道，C為地球同步.三周期分別為TA、TB、TC，向心加速度大小分別為aA、aB、aC，則( 答案A解析同步與地球自轉同步，故TA＝TC，ωA＝ωC，由v＝ωr及a＝ω2r

對同 和近 ，根

r2＝mr＝mωr＝mT2r＝manaB>aC>aA.A正確，B、C、D錯誤同 同 都是萬有引力提供向心力，即都滿足r2＝mr＝mωr＝mT2r越大，v、ω、an越小，T越大2(2018·涼山州木里中學高一下期中)6所示，A是地球赤道上隨地球自轉的RA、B的向心加速度和線速度的大小關系正確的是() A.a＝ B.a＝

答案解析設C的向心加速度大小為a3，線速度大小為v3.赤道上的物體A和同步C的運

周期相同，根據a＝T2可知a＝r，根據v＝T可知v＝r；對于近 B和同 3

r r

3根據萬有引力提供向心力有Gr2＝ma＝mr，可得a＝r2 ，則有a3＝R2，v3 2R，所以a2＝r3，v r3，故B正確，A、C、D錯誤2 火星探測的發(fā)射速度大于16.7答案r解析根據 r

小，7.9km/s是人造地球繞地球做圓周運動的最大運行速度，選項D正確；實際上，由C正確.2.(對同步的認識(多選(201·海師附中期中考試)下列關于同步通信的說法正確的是( )答案運行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是(

RA.a B.a＝(r RrRr 答案解析地球同步：軌道半徑為r，運行速率為v1，向心加速度為a1；Ra2；對 則Gr2＝mr，故 r對于同 地球半徑的9倍.(已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s)則在該星球上發(fā)射一顆人造，其答案23.7解析M1R1M2 GR2＝mRvv2R1v2＝3v1＝23.7

考點一1.(多選(201·鎮(zhèn)遠中學高一期末)物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動時的速度叫做第一宇宙速度.于第一宙速度下列說正確的( )答案R解析由萬有引力提供向心力可知第一宇宙速度 R

①mg＝ 得rkm/s，A錯誤，D正確；由于第一宇宙速度是發(fā)射的最小速度，B正確；由r的最大速度，C錯誤.，2.(多選)(2019·貴陽市高一下期末)如圖1所示在思考萬有引力定律時就曾設想，把物體的是()，v<7.9km/sAv<7.9km/sB7.9km/s<v<11.2km/sC11.2km/s<v<16.7km/sC答案解析v<7.9km/sv＝7.9km/s時，物體剛好能Cv>11.2km/sCD A.16 B.32C.4 D.2答案考點二4.(多選)(2019·長豐縣二中期末)北斗導航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，建成后的北斗導航系統(tǒng)包括多顆同步和多顆一般軌道.關于這些，以下說法正確的是()A.同步的軌道半徑都相答案解析所有同步的軌道都位于赤道面，軌道半徑r和運行周期都相同，選項A、B正確r r繞地球做勻速圓周運動，有Gr2＝mr

，故隨著運行半徑的增加，C錯誤.由T2＝kr越大，周期越大，故D錯誤5.(多選)據，我國數據中繼“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌發(fā)45177°赤道上空的同步軌道關于成功定點的“天鏈一號01星”，下列說法中正確的是( A.運行速度大于7.9km/s答案 解析成功定點后的“天鏈一號01星”是同 ，即T＝24h.由Gr2＝mr＝mT2r，rr

星”的運行速度小于第一宇宙速度(7.9km/s)，A錯誤.由于“01星” T

＝T，且 T同>ω月，C正確.同步與靜止在赤道上的物體具有相同的轉動周期T，且赤道上物體的軌 的軌道半徑，由an＝(2π)2r得赤道上物體的向心加速度小于同 T向心加速度，D錯誤的是()C.7.9D.7.9答案 解析地球同 軌道必須在地球赤道的正上方，故A正確.根據Gr2＝mT2r，可得GM，同 為7.9km/s，第二宇宙速度為11.2km/s，地球同步沒有脫離地球的引力范圍，故地球r rGr2＝mr

可 7.9km/s，故D錯誤7.(2019·長春外國語學校高一下學期期中)如圖3所示是北斗導航系統(tǒng)中部分的軌道示意ckT.則() c的周期 1TB.a的向心加速度是c的向心加速度的k2C.b也是地球同D.a、b、c三顆的運行線速度大小關系為va<vb<答案發(fā)射升空.與“天宮二號”空間對接前，“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其()答案

解析GR＋h2＝m(R＋h)ω＝m＝m(R＋hT2＝maGMGM

＝

面的重力加速度 正確

＝R2可知，“天舟一號”a物體，b為同步，c為一般，d為極地.設b、c、d三距地心的距離均為r，做勻速圓周運動.則下列說法正確的是()a、b、c、da、b、c、dda若b升到更軌道上運動，則b仍可能與a物體相對靜答案10.如圖5所示，地球赤道上的山丘e、近地p和同步q均在赤道平面上繞地心做勻則 答案r解 的速度 r

Gr2 ＝r2B錯誤.由Gr2 ＝r2

q的軌道半徑大于近地p的軌道半徑，以上分析可知，選項DC錯誤.，11.(2019·沙市中學月考)如圖6日點L1位于地球和月球連線上，處在該點的物體在地L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運動.a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步向心加速度的大小.以下判斷正確的是()， 答案T解析a＝(2π)2ra1T心加速度a2小，即a1<a2.地球同步和月球均是地球對它們的萬有引力提供向心力，

r2＝ma，地球同 到地心的距離小于月球到地心的距離，則a>a，所以a>a>aD項正確αRG，忽略星球自轉的影響，求：2v0Rtanα答 2v0tan2v0Rtanα (2) 解析(1) 1tan

2v0tan 2v0R2tan由mg＝GR2得M＝G ρ＝M 3v0tan ＝t解得 2v0Rtant

1 是一則 論證方案.(6.4×103kmg地9.8答案 解析對環(huán) 第二定律得r2＝mT2r，解得

R 有最小值，又2＝月Rgg

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2gTmin≈1.73環(huán)月最小周期為1.73h，故該是則假14.(2019·合肥六中、淮北一中期末聯(lián)考)在X星球表面宇航員做了一個實驗：如圖8甲所示，輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內做半徑為R的圓周運動，小球運動到最高點時，受到的彈力為F，速度大小為v，其F－v2圖象如圖乙