2019年高中物理第六章专题强化练2卫星的发射和运行讲义（含解析）新人教版 7页

卫星的发射和运行1.模型特点2．处理方法由＝＝mrω2＝mr＝ma，分析相应轨道上的v、ω、T、a、Ek、Ep、E。3．卫星、飞船做椭圆运动此时可以通过开普勒第二定律讨论卫星、飞船在同一椭圆轨道上不同位置的线速度大小，或可以通过开普勒第三定律讨论卫星、飞船在不同椭圆轨道上运动的周期大小，还可以通过关系式a＝讨论椭圆轨道上距地心不同距离处的加速度大小。4.飞船对接问题两飞船实现对接前应处于高低不同的两轨道上，目标船处于较高轨道，在较低轨道上运动的对接船通过合理的加速，可以提升高度并追上目标船与其完成对接。[典型例题]例1.[多选](2016·扬州高一检测)如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图，先将卫星送入一个近地圆轨道，然后在P点点火加速，进入椭圆转移轨道，其中P是近地点，Q是远地点，在Q点再次点火加速进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道的运行速率为v1，加速度大小为a1；在P点短时间点火加速之后，速率为v2，加速度大小为a2；沿转移轨道刚到达Q点速率为v3，加速度大小为a3；在Q点点火加速之后进入圆轨道，速率为v4，加速度大小为a4，则(　　)A．v1＝v2　a1m，卫星将做近心运动，轨迹为椭圆；若速度v增大，则Fω0，即航天飞机高度低于同步卫星高度，用t表示所需时间，则ωt－ω0t＝2π所以t＝＝若ω<ω0，即航天飞机高度高于同步卫星高度，用t表示所需时间，则ω0t－ωt＝2π所以t＝＝n[答案]　或[即时巩固]2．如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，已知甲卫星的周期为N小时，每过9N小时，乙卫星都要运动到与甲卫星同居于地球一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的线速度之比为(　　)A.　　　B.　　　C.　　　D.解析：选A　由·9N＝2π，T1＝N，解得：＝。根据开普勒定律，＝()，线速度v＝，则＝·＝()×＝，A正确。1．俄罗斯车里雅宾斯克州曾发生过天体坠落事件。一块陨石从外太空飞向地球，到A点刚好进入大气层，由于受地球引力和大气层空气阻力的作用，轨道半径渐渐变小，则下列说法中正确的是(　　)A．陨石正减速飞向A处B．陨石绕地球运转时角速度渐渐变小C．陨石绕地球运转时速度渐渐变大nD．进入大气层陨石的机械能渐渐变大解析：选C　陨石进入大气层前，只有万有引力做正功，速度增大，A错误；进入大气层后，空气阻力做负功，机械能减小，D错误；由＝m＝mω2r得：v＝，ω＝，故随r减小，v、ω均增大，B错误，C正确。2．[多选]甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是(　　)A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度小于乙的加速度D．甲在运行时能经过北极的正上方解析：选AC　对同一个中心天体而言，根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期就越长，选项A正确；第一宇宙速度是卫星环绕地球运行的最大线速度，选项B错误；由G＝ma可得轨道半径越大的天体加速度越小，选项C正确；同步卫星只能在赤道的正上方运行，不可能过北极的正上方，选项D错误。3．[多选]我国探月探测器“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，此飞行轨道示意图如图所示，探测器从地面发射后奔向月球，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点。下列关于“嫦娥三号”的运动，正确的说法是(　　)A．发射速度一定大于7.9km/sB．在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大C．在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度D．在轨道Ⅱ上经过P的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度解析：选ABC　“嫦娥三号”探测器的发射速度一定大于7.9km/s，A正确；在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大，B正确；“嫦娥三号”从轨道Ⅰ上运动到轨道Ⅱ上要减速，故在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，C正确；在轨道Ⅱ上经过Pn的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P的加速度，D错误。4．人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将________；其动能将________(均填“减小”或“增大”)。解析：根据万有引力定律F＝G，因r减小，F增大；又根据G＝m，动能Ek＝mv2＝G，因r减小，Ek增大。答案：增大　增大5．(2016·太原高一检测)发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：(1)卫星在近地点A的加速度大小；(2)远地点B距地面的高度。解析：(1)设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常量为G，卫星在A点的加速度为a，由牛顿第二定律得G＝ma①物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则G＝mg②解以上两式得a＝③(2)设远地点B距地面高度为h2，卫星受到的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得G＝m(R＋h2)④由②④两式解得h2＝－R答案：(1)　(2)－Rn