第6.3節(jié) 萬有引力定律的應(yīng)用(2)（原卷版）

第六章萬有引力定律6.3萬有引力定律的應(yīng)用(2)??目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問要點(diǎn)難易度1.放射速度和環(huán)繞速度的區(qū)分2.第一宇宙速度7.9km/s繞地球最小放射速度，最大環(huán)繞速度3.衛(wèi)星分類：近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星（5定）4.衛(wèi)星變軌：點(diǎn)火加速，從低軌到高軌5.速記口訣：“越遠(yuǎn)越慢”或“高軌低速長周期”6.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、赤道上物體的運(yùn)動(dòng)特征比較★★★★★★★★★★★★★★★★★??學(xué)問精講一、兩種速度：放射速度和環(huán)繞速度1.牛頓的設(shè)想：如圖所示，把物體從高山上水平拋出，假如速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星。2.兩種速度(1)放射速度：在地球上放射衛(wèi)星的放射速度，也叫宇宙速度。①第一宇宙速度：發(fā)生衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度。?其次宇宙速度：發(fā)生衛(wèi)星離開地球、繞太陽飛行的最小速度。?第三宇宙速度：發(fā)生衛(wèi)星離開太陽、飛向太陽系之外的外太空的最小速度。(2)環(huán)繞速度：衛(wèi)星放射在軌道上的運(yùn)行速度。3.第一宇宙速度的推導(dǎo)(1)兩個(gè)表達(dá)式方法1：重力供應(yīng)向心力（重力加速度法），由mg＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(gR)方法2：萬有引力供應(yīng)向心力（環(huán)繞法），由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(GM,R))(2)含義①人造衛(wèi)星的最小放射速度，向高軌道放射衛(wèi)星比向低軌道放射衛(wèi)星困難，需要更多能量。②近地衛(wèi)星的圓軌道運(yùn)行速度，大小為7.9km/s，也是衛(wèi)星圓軌道的最大運(yùn)行速度。?不同天體的第一宇宙速度不同。第一宇宙速度的取決于中心天體的質(zhì)量M和半徑R，與衛(wèi)星無關(guān)。4.三種宇宙速度及含義數(shù)值意義第一宇宙速度7.9km/s物體在地面四周繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度最小放射速度，最大圓形軌道環(huán)繞速度。其次宇宙速度11.2km/s在地面四周放射飛行器使物體克服地球引力，永久離開地球的最小地面放射速度第三宇宙速度16.7km/s在地面四周放射飛行器使物體擺脫太陽引力束縛，飛到太陽系外的最小地面放射速度(1).放射速度7.9km/s<v0<11.2km/s時(shí)，物體繞地球運(yùn)行的軌跡是橢圓，且在軌道不同點(diǎn)速度大小一般不同。(2).放射速度11.2km/s<v0<16.7km/s時(shí)，飛行器能夠克服地球的引力，繞太陽運(yùn)行。(3).放射速度16.7km/s<v0時(shí)，飛行器能夠擺脫太陽引力的束縛，飛到太陽系外。例1.推斷下列說法的正誤。(1)在地面上放射人造地球衛(wèi)星的最小速度是7.9km/s。()(2)人造地球衛(wèi)星的最小繞行速度是7.9km/s。()(3)我國向月球放射的“嫦娥二號(hào)”宇宙飛船在地面四周的放射速度要大于11.2km/s。()(4)在地面四周放射火星探測器的速度應(yīng)為11.2km/s<<16.7km/s。()(5)由v＝eq\r(\f(GM,r))，高軌道衛(wèi)星運(yùn)行速度小，故放射高軌道衛(wèi)星比放射低軌道衛(wèi)星更簡潔。()例2.某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t后，物體以速率v落回手中.已知該星球的半徑為R，求該星球的第一宇宙速度。(物體只受星球的引力，忽視星球自轉(zhuǎn)的影響)例3.我國放射了一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的eq\f(1,81)，月球的半徑約為地球半徑的eq\f(1,4)，地球的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的最大速率約為()A.0.4km/sB.1.8km/sC.11km/sD.36km/s二、人造地球衛(wèi)星1.人造地球衛(wèi)星(1)衛(wèi)星按軌道角度可分為：①赤道軌道：衛(wèi)星圍繞地球旋轉(zhuǎn)時(shí)在地球赤道正上方，通常是圓軌道，傾斜角度0°?極地軌道：衛(wèi)星的路徑從南極和北極正上方通過，而且與赤道面的垂直的軌道，軌道傾角90°?傾斜軌道：除了在赤道衛(wèi)星和極低衛(wèi)星之外的軌道，軌道傾斜角度在0到90°之間。留意：由于地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力供應(yīng)了衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心。即軌道中心肯定和地球中心重合，不存在不重合的衛(wèi)星軌道。(2)衛(wèi)星按高度可分為：①近地衛(wèi)星：距離地面300—2000公里范圍內(nèi)的近地軌道，近似計(jì)算時(shí)可認(rèn)為r=R。?同步衛(wèi)星：特指在赤道上空和地球自轉(zhuǎn)周期相同，即保持同步的高軌道衛(wèi)星。2.近地衛(wèi)星(1)v1＝7.9km/s；T＝eq\f(2πR,v1)≈85min.(2)7.9km/s是最小放射速度，也是最大環(huán)繞速度。(3)85min分別是最小周期。由于衛(wèi)星高度比地球半徑R大，實(shí)際周期為87~93分鐘，即地球轉(zhuǎn)一周，衛(wèi)星轉(zhuǎn)約16周。3.同步衛(wèi)星(1)“同步”的含義就是和地面保持相對靜止，所以其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期。(2)特點(diǎn)：5個(gè)定①定周期：全部同步衛(wèi)星周期均為T＝24h。②定軌道：同步衛(wèi)星軌道必需在地球赤道的正上方，運(yùn)轉(zhuǎn)方向必需跟地球自轉(zhuǎn)方向全都，即由西向東。③定高度：由Geq\f(mM,R＋h2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)可得，同步衛(wèi)星離地面高度為h＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))－R≈3.6×104km≈6R。④定速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，則其軌道半徑確定，因此線速度、角速度大小均不變。⑤定加速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，則其軌道半徑確定，因此向心加速度大小也不變。例4.如圖所示，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其中有同步衛(wèi)星和中地球軌道衛(wèi)星。已知中地球軌道衛(wèi)星的軌道高度為5000～15000km，則下列說法正確的是()A.中地球軌道衛(wèi)星的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度B.上述兩種衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能大于7.9km/sC.中地球軌道衛(wèi)星繞地球一圈的時(shí)間小于24小時(shí)D.同步衛(wèi)星可以定位于北京的上空四、人造衛(wèi)星的變軌問題1.變軌問題概述(1)穩(wěn)定運(yùn)行：衛(wèi)星繞天體穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，萬有引力供應(yīng)了衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)(2)變軌運(yùn)行①同向點(diǎn)火加速，所需向心力F向＝meq\f(v2,r)增大，大于萬有引力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，向高軌道變軌。②反向點(diǎn)火減速，所需向心力F向＝meq\f(v2,r)減小，小于萬有引力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)，向低軌道變軌。?同向點(diǎn)火加速，對衛(wèi)星做功，所以軌道越高，機(jī)械能越大；反之，軌道越低，機(jī)械能越小。2.衛(wèi)星的放射、變軌問題①如圖，放射衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星放射至近地圓軌道1；②在Q點(diǎn)點(diǎn)火加速做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入橢圓軌道2；?在P點(diǎn)點(diǎn)火加速，使其滿足eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)，進(jìn)入圓軌道3做圓周運(yùn)動(dòng)。例5.如圖所示為衛(wèi)星放射過程的示意圖，先將衛(wèi)星放射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最終再一次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法中正確的是()A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的周期大于在軌道2上的周期C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度五、同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較1.同步衛(wèi)星與近地衛(wèi)星相同點(diǎn)：都是人造衛(wèi)星，由萬有引力供應(yīng)向心力，因此可以應(yīng)用衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行爭辯；不同點(diǎn)：同步衛(wèi)星的軌道半徑較大，它的周期較長、線速度、角速度、向心加速度較小。2.赤道上的物體與同步衛(wèi)星相同點(diǎn)：都在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度，周期都等于地球自轉(zhuǎn)周期。不同點(diǎn)：(1)受力不同，赤道上的物體受萬有引力和支持力作用，不能當(dāng)做衛(wèi)星處理。(2)軌道半徑不同；依據(jù)，，同步衛(wèi)星的v、a均大于赤道上的物體。3.赤道上的物體與近地衛(wèi)星相同點(diǎn)：都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑相同。不同點(diǎn)：受力不同，赤道上的物體受萬有引力和支持力作用，不能當(dāng)做衛(wèi)星處理，其向心加速度、線速度、角速度均小于近地衛(wèi)星，周期長于近地衛(wèi)星。4.解題思路(1)定量計(jì)算：同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星都是萬有引力供應(yīng)向心力，即都滿足eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r＝man(2)定性分析：r越大，v、ω、an越小，T越大。速記口訣：越高越慢T越大，高軌低速長周期。(3)同步衛(wèi)星和赤道上物體周期和角速度相同，因此通常同步衛(wèi)星為參考基準(zhǔn)，進(jìn)行比較分析。因此要通過v＝ωr，an＝ω2r比較兩者的線速度和向心加速度的大小。例6.如圖所示，A為地面上的待放射衛(wèi)星，B為近地圓軌道衛(wèi)星，C為地球同步衛(wèi)星.三顆衛(wèi)星質(zhì)量相同，三顆衛(wèi)星的線速度大小分別為vA、vB、vC，角速度大小分別為ωA、ωB、ωC，周期分別為TA、TB、TC，向心加速度大小分別為aA、aB、aC，則()A.ωA＝ωC<ωBB.TA＝TC<TBC.vA＝vC<vBD.aA＝aC>aB例7.如圖所示，A是地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，其向心加速度大小為a1，線速度大小為v1；B是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的近地衛(wèi)星，其向心加速度大小為a2，線速度大小為v2；C是地球同步衛(wèi)星，其軌道半徑為r。已知地球半徑為R，下列關(guān)于A、B的向心加速度和線速度的大小關(guān)系正確的是()A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(R2,r2)B.eq\f(a1,a2)＝eq\f(R3,r3)C.eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(R,r))D.v1＝v2六、萬有引力對天文學(xué)的突出貢獻(xiàn)1.發(fā)覺了海王星、冥王星等幾個(gè)較大的天體。2.預(yù)言哈雷彗星回歸：英國天文學(xué)家哈雷計(jì)算了哈雷彗星周期約為76年，最近一次回歸是1986年，預(yù)言下次回歸是2061年。七、我國航天事業(yè)成就1.運(yùn)載火箭：從1970年的“長征一號(hào)”到最新“長征十一號(hào)”。2.人造地球衛(wèi)星：1970年中國成功放射第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”。3.載人航天：2003年10月，“神舟五號(hào)”載人飛船首次把我國航天員楊利偉送上太空。4.月球探測：2007年10月，我國第一個(gè)月球探測器“嫦娥一號(hào)”成功放射?！詈絾T是如何乘坐飛船返回地球的？①分別：載人飛船首先需要和空間站組合體分別。②變軌：神舟飛船會(huì)從400公里高度的圓形軌道變軌到近地點(diǎn)低于100公里高度的橢圓形軌道。③進(jìn)入大氣層：在這個(gè)過程中，返回艙會(huì)和大氣層摩擦，產(chǎn)生上千度的高溫，阻斷電磁信號(hào)。④降落傘：在距離地面十公里的時(shí)候，降落傘會(huì)打開，進(jìn)一步降低返回艙的速度。⑤著陸緩沖：當(dāng)返回艙降落到離地面一米左右時(shí)，反推發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，利用反沖原理使返回艙降速。所涉及到的物理學(xué)問有：1，減速變軌：減速做近心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入低軌；對返回艙做負(fù)功，機(jī)械能減小。2，黑障區(qū)：靜電屏蔽。3，摩擦生熱：機(jī)械能變內(nèi)能。4，落地反沖：動(dòng)量守恒。??考點(diǎn)題型考點(diǎn)01第一宇宙速度例8.(多選)如圖所示，牛頓在思考萬有引力定律時(shí)就曾設(shè)想，把物體從高山上O點(diǎn)以不同的速度v水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn).假如速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星，則下列說法正確的是()A.以v<7.9km/s的速度拋出的物體可能落在A點(diǎn)B.以v<7.9km/s的速度拋出的物體將沿B軌道運(yùn)動(dòng)C.以7.9km/s<v<11.2km/s的速度拋出的物體可能沿C軌道運(yùn)動(dòng)D.以11.2km/s<v<16.7km/s的速度拋出的物體可能沿C軌道運(yùn)動(dòng)例9.若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球半徑的1.5倍，此行星的第一宇宙速度約為()A.16km/sB.32km/sC.4km/sD.2km/s考點(diǎn)02人造地球衛(wèi)星例10.(多選)據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”放射升空后經(jīng)過4次變軌把握，最終定點(diǎn)在東經(jīng)77°赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)的“天鏈一號(hào)01星”，下列說法中正確的是()A.運(yùn)行速度大于7.9km/sB.離地面高度肯定，相對地面靜止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考點(diǎn)03衛(wèi)星能量變化問題例11.2005年10月12日，神舟六號(hào)飛船順當(dāng)升空后，在離地面340km的圓軌道上運(yùn)行了73圈．運(yùn)行中需要多次進(jìn)行軌道維持．所謂“軌道維持”就是通過把握飛船上發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間、推力的大小和方向，使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運(yùn)行．假如不進(jìn)行軌道維持，由于飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)受摩擦阻力的作用，軌道高度會(huì)漸漸緩慢降低，在這種狀況下，下列說法正確的是()A．飛船受到的萬有引力漸漸增大、線速度漸漸減小B．飛船的向心加速度漸漸增大、周期漸漸減小、線速度和角速度都漸漸增大C．飛船的動(dòng)能、重力勢能和機(jī)械能都漸漸減小D．重力勢能漸漸減小，動(dòng)能漸漸增大，機(jī)械能漸漸減小考點(diǎn)04雙星模型何為雙星系統(tǒng)？(1)如圖所示，宇宙中的兩個(gè)星球，它們將圍繞其連線上的某一固定點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通常，我們把這樣的兩個(gè)星球稱為“雙星”。(2)特點(diǎn)①兩星圍繞它們之間連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩星的運(yùn)行周期、角速度相同。②兩星的向心力大小相等，由它們間的萬有引力供應(yīng)。③兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離，即r1＋r2＝L，軌道半徑與兩星質(zhì)量成反比，m1r1＝m2r2(3)處理方法：萬有引力供應(yīng)向心力，即eq\f(Gm1m2,L2)＝m1ω2r1，Geq\f(m1m2,L2)＝m2ω2r2例12.宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”，它們以二者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而不至由于萬有引力的作用而吸引到一起。如圖所示，某雙星系統(tǒng)中A、B兩顆天體繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的軌道半徑之比rA∶rB＝1∶2，則兩顆天體的（）A．質(zhì)量之比mA∶mB＝1∶2 B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶2C．線速度大小之比vA∶vB＝2∶1 D．向心力大小之比FA∶FB＝1∶1例13.兩個(gè)靠得很近的天體，離其他天體格外遙遠(yuǎn)，它們以其連線上某一點(diǎn)O為圓心各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩者的距離保持不變，科學(xué)家把這樣的兩個(gè)天體稱為“雙星”，如圖所示.已知雙星的質(zhì)量分別為m1和m2，它們之間的距離為L，引力常量為G，求雙星的運(yùn)行軌道半徑r1和r2及運(yùn)行周期T。??鞏固練習(xí)~A組~1.關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A．它是人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度 B．它是放射人造地球衛(wèi)星所需的最大放射速度C．它是地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度 D．它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度2.(多選)下列關(guān)于三種宇宙速度的說法中正確的是()A.人造衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度大于或等于7.9km/s、小于11.2km/sB.火星探測衛(wèi)星的放射速度大于16.7km/sC.其次宇宙速度是在地面四周使物體可以擺脫地球引力束縛，成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小放射速度D.第一宇宙速度7.9km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度3.(多選)下列關(guān)于同步通信衛(wèi)星的說法正確的是()A.各國放射的地球同步衛(wèi)星的高度和速率都是相等的B.同步通信衛(wèi)星可以放射到北京的上空C.我國放射的第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114min，它的高度比同步衛(wèi)星低D.同步通信衛(wèi)星的速率比我國放射的第一顆人造地球衛(wèi)星速率小4.(多選)2017年9月25日是我國新一代同步衛(wèi)星“風(fēng)云四號(hào)”在軌交付的日子，與上一代相比，“風(fēng)云四號(hào)”的整星觀看數(shù)據(jù)量提高了160倍，下圖為“風(fēng)云四號(hào)”拍攝的中國所在的東半球上空視角照片，下列關(guān)于“風(fēng)云四號(hào)”同步衛(wèi)星的說法正確的是()A.肯定位于赤道正上空B.繞地球運(yùn)行的周期比月球繞地球運(yùn)行的周期大C.放射速度大于7.9km/s，小于11.2km/sD.運(yùn)行速度大于7.9km/s，小于11.2km/s5.已知某半徑為r0的質(zhì)量分布均勻的天體，測得它的一個(gè)衛(wèi)星的圓軌道半徑為r，衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T。則在該天體表面第一宇宙速度大小是（）A． B． C． D．6.(多選)如圖所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運(yùn)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(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列關(guān)系式正確的是()A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(r,R)B.eq\f(a1,a2)＝(eq\f(R,r))2C.eq\f(v1,v2)＝eq\f(r,R)D.eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(R,r))7.如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng)，a是地球同步衛(wèi)星，a和b的軌道半徑相同，且均為c的k倍，已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，則()A.衛(wèi)星c的周期為eq\r(\f(1,k3))TB.衛(wèi)星a的向心加速度是衛(wèi)星c的向心加速度的k2倍C.衛(wèi)星b也是地球同步衛(wèi)星D.a、b、c三顆衛(wèi)星的運(yùn)行線速度大小關(guān)系為va<vb<eq\r(k)vc8.(多選)“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把寬敞視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)供應(yīng)精確?????、全面和準(zhǔn)時(shí)的氣象資料.設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，下列說法中正確的是()A.同步衛(wèi)星距地面的高度是地球半徑的(n－1)倍B.同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是第一宇宙速度的eq\r(\f(1,n))C.同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)獲得的速度的eq\f(1,n)D.同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的eq\f(1,n)(忽視地球的自轉(zhuǎn))9.(多選)“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船于2017年4月20日在文昌航天放射中心成功放射升空.與“天宮二號(hào)”空間試驗(yàn)室對接前，“天舟一號(hào)”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其()A.角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度B.線速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自轉(zhuǎn)周期D.向心加速度小于地面的重力加速度10.如圖所示，a為放在赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體，b為同步衛(wèi)星，c為一般軌道衛(wèi)星，d為極地衛(wèi)星。設(shè)b、c、d三衛(wèi)星距地心的距離均為r，做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則下列說法正確的是()A.a、b、c、d線速度大小相等B.a、b、c、d向心加速度大小相等C.d可能在每天的同一時(shí)刻，消滅在a物體上空D.若b衛(wèi)星升到更高圓軌道上運(yùn)動(dòng)，則b仍可能與a物體相對靜止11.如圖所示，地球赤道上的山丘e、近地衛(wèi)星p和同步衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)e、p、q的線速度大小分別為v1、v2、v3，向心加速度大小分別為a1、a2、a3，則()A.v1＞v2＞v3 B.v1＜v2＜v3C.a1＞a2＞a3D.a1＜a3＜a212.2019年春節(jié)期間，中國科幻電影里程碑的作品《流浪地球》熱播，影片中為了讓地球逃離太陽系，人們在地球上建筑特大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，使地球完成一系列變軌操作，其逃離過程如圖8所示，地球在橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)行到遠(yuǎn)日點(diǎn)B變軌，進(jìn)入圓形軌道Ⅱ.在圓形軌道Ⅱ上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)再次加速變軌，從而最終擺脫太陽束縛.對于該過程，下列說法正確的是()A.沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，需向前噴氣減速才能進(jìn)入軌道ⅡB.沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期C.沿軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度D.在軌道Ⅰ上由A點(diǎn)運(yùn)行到B點(diǎn)的過程，速度漸漸增大13.如圖所示，我國放射的“神舟十一號(hào)”飛船和“天宮二號(hào)”空間試驗(yàn)室于2016年10月19日自動(dòng)交會(huì)對接成功.假設(shè)對接前“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間試驗(yàn)室的對接，下列措施可行的是()A.使飛船與空間試驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間試驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對接B.使飛船與空間試驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間試驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對接C.飛船先在低軌道上加速，加速后飛船漸漸靠近空間試驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接D.飛船先在低軌道上減速，減速后飛船漸漸靠近空間試驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接14.“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng).如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為v1、v2，近地點(diǎn)到地心的距離為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則()A.v1＞v2，v1＝eq\r(\f(GM,r))B.v1＞v2，v1＞eq\r(\f(GM,r))C.v1＜v2，v1＝eq\r(\f(GM,r))D.v1＜v2，v1＞eq\r(\f(GM,r))15.如圖，“嫦娥三號(hào)”探測器經(jīng)軌道Ⅰ到達(dá)P點(diǎn)后經(jīng)過調(diào)整速度進(jìn)入圓軌道Ⅱ，再經(jīng)過調(diào)整速度變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅲ，最終降落到月球表面上。下列說法正確的是()A.“嫦娥三號(hào)”在地球上的放射速度大于11.2km/sB.“嫦娥三號(hào)”由軌道Ⅰ經(jīng)過P點(diǎn)進(jìn)入軌道Ⅱ時(shí)要加速C.“嫦娥三號(hào)”在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)的速度D.“嫦娥三號(hào)”穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，在軌道Ⅱ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度與在軌道Ⅲ上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度相等16.如圖所示，我國放射“神舟十號(hào)”飛船時(shí)，先將飛船發(fā)送到一個(gè)橢圓軌道上，其近地點(diǎn)M距地面200km，遠(yuǎn)地點(diǎn)N距地面340km.進(jìn)入該軌道正常運(yùn)行時(shí)，通過M、N點(diǎn)時(shí)的速率分別是v1和v2，加速度大小分別為a1和a2.當(dāng)某次飛船通過N點(diǎn)時(shí)，地面指揮部發(fā)出指令，點(diǎn)燃飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛船在短時(shí)間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面340km的圓形軌道，開頭繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這時(shí)飛船的速率為v3，加速度大小為a3，比較飛船在M、N、P三點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)(不包括點(diǎn)火加速階段)的速率和加速度大小，下列結(jié)論正確的是()A.v1＞v3＞v2，a1＞a3＞a2B.v1＞v2＞v3，a1＞a2＝a3C.v1＞v2＝v3，a1＞a2＞a3D.v1＞v3＞v2，a1＞a2＝a317.我國將來將建立月球基地，并在繞月軌道上建筑空間站.如圖所示，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的航天飛機(jī)僅在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近，并將在橢圓的近月點(diǎn)B處與空間站對接.已知空間站C繞月軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，月球的半徑為R，忽視月球自轉(zhuǎn).那么以下選項(xiàng)正確的是()A.月球的質(zhì)量為eq\f(4π2r3,GT2)B.航天飛機(jī)到達(dá)B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站圓軌道時(shí)必需加速C.航天飛機(jī)從A處到B處做減速運(yùn)動(dòng)D.月球表面的重力加速度為eq\f(4π2R,T2)18.2021年10月17日，“神舟十三號(hào)”載人飛船出征太空。11月7日，航天員王亞平成為中國首位進(jìn)行出艙活動(dòng)的女航天員。王亞平在中國空間站“天和”核心艙中一天可以看到16次日出日落。我國的北斗同步衛(wèi)星也在太空為我們供應(yīng)導(dǎo)航通信服務(wù)。下列說法正確的是（）A．“天和”核心艙的速度比北斗同步衛(wèi)星的速度小B．“天和”核心艙圍繞地球運(yùn)動(dòng)的速度為第一宇宙速度C．“天和”核心艙圍繞地球運(yùn)動(dòng)的周期是北斗同步衛(wèi)星周期的D．“天和”核心艙的向心加速度比北斗同步衛(wèi)星的向心加速度大19.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未放射，在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（）A．a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度g B．四顆地球衛(wèi)星中b的線速度最大C．c在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是 D．d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是20小時(shí)20.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).爭辯發(fā)覺，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)中兩星做勻速圓周運(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)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為()A.eq\r(\f(n3,k2))TB.eq\r(\f(n3,k))TC.eq\r(\f(n2,k))TD.eq\r(\f(n,k))T~B組~21.已知某星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的81倍，半徑是地球半徑的9倍.已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s，則在該星球上放射一顆人造衛(wèi)星，其放射人造衛(wèi)星的速度最小是多少？22.某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，那么此行星表面的重力加速度與地球的表面的重力加速度之比為________；此行星的“第一宇宙速度”與地球上的第一宇宙速度之比為_______。23.物體在星球表面四周繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做該星球的第一宇宙速度，對月球可近似認(rèn)為其第一宇宙速度，其中R表示月球半徑，g表示_________。不計(jì)其它天體的引力作用，若在月球表面以v1為初速度豎直向上拋出一石塊，該石塊所能上升的最大高度H____（選填“>”、“<”或“=”）。24.雙星在相互作用的萬有引力的作用下，圍著連線上某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩天體的質(zhì)量之比為，則它們的軌道半徑之比______，速度之比______。25.據(jù)報(bào)道：某國放射了一顆質(zhì)量為100kg、周期為1h的人造環(huán)月衛(wèi)星，一位同學(xué)記不住引力常量G的數(shù)值，且手邊沒有可查找的資料，但他記得月球半徑為地球半徑的eq\f(1,4)，月球表面重力加速度為地球表面重力加速度的eq\f(1,6)，經(jīng)過推理，他認(rèn)定該報(bào)道是一則假新聞，試寫出他的論證方案.(地球半徑約為6.4×103km，地球表面重力加速度g地取9.8m/s2)26.2022年3月23日下午，“天宮課堂”其次課在中國空間站開講，王亞平做了太空拋物試驗(yàn)，奧運(yùn)頂流“冰墩墩”在空間站上被航天員拋出后，并沒有像在地面上那樣做曲線運(yùn)動(dòng)，而是水平飛出去了。請依據(jù)此試驗(yàn)回答以下問題：（1）關(guān)于冰墩墩被水平拋出后，做水平運(yùn)動(dòng)的緣由，以下解釋中正確的是_______；A．冰墩墩在空間站內(nèi)不受力的作用B．冰墩墩水平方向不受外力作用C．冰墩墩處于完全失重的狀態(tài)D．冰墩墩隨空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力供應(yīng)向心力（2）歷史上，牛頓曾提出：若在地球表面的高山上來做平拋試驗(yàn)，把物體拋出，它將落向地面；假如將物體拋出的速度變大，它將會(huì)落向更遠(yuǎn)的地方。假如拋出的速度足夠大，它有可能不落回地面，而是繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。已知地球半徑為6.37×103km，小偉同學(xué)用如下方法推導(dǎo)這一速度：其結(jié)果與正確值相差很遠(yuǎn)，這是由于他在近似處理中，錯(cuò)誤的假設(shè)是_______；A．衛(wèi)星的軌道是圓的B．衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑C．衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期D．衛(wèi)星的向心力等于它在地球上受到的地球引力（3）已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，請你利用已學(xué)習(xí)的物理學(xué)問求出正確的“足夠大的速度”為__________km/s。（保留3位有效數(shù)字）27.(多選)國際爭辯小組借助于智利的甚大望遠(yuǎn)鏡，觀測到了一組雙星系統(tǒng)，它們繞兩者連線上的某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，此雙