20xx教科版高中物理必修2第三章第4節(jié)人造衛(wèi)星宇宙速度課時作業(yè)(存儲版)
【正文】 星與地球繞太陽運行的線速度之比約為 ( ) A． B． C． D． 9． 2021 年 2 月 11 日，俄羅斯的 “ 宇宙 — 2251” 衛(wèi)星和美國的 “ 銥 — 33” 衛(wèi)星在西伯利 亞上空約 805 km 處 發(fā)生碰撞，這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件．碰撞過 程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境．假定有甲、乙兩塊碎片繞地球運動的軌道都 是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是 ( ) A．甲的運行周期一定比乙的長 B．甲距地面的高度一定比乙的高 C．甲的向心力一定比乙的小 D．甲的加速度一定比乙的大 圖 4 10． 2021 年 5 月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在 A 點從圓形軌道 Ⅰ 進入橢圓軌道 Ⅱ ， B為軌道 Ⅱ 上的一點，如圖 4所示．關(guān)于航天飛機的運動，下列說 法中正確的有 ( ) A．在軌道 Ⅱ 上經(jīng)過 A的速度小于經(jīng)過 B的速度 B．在軌道 Ⅱ 上經(jīng)過 A的速度小于在軌道 Ⅰ 上經(jīng)過 A的速度 C．在軌道 Ⅱ 上運動的周期小于在軌道 Ⅰ 上運動的周期 D．在軌道 Ⅱ 上經(jīng)過 A的加速度小于在軌道 Ⅰ 上經(jīng)過 A的加速度 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答 案 3月，中國紫金 山天文臺將 1965年 9月 20日發(fā)現(xiàn)的第 753號小行星命名為吳 健雄星，其直徑為 32 ，求該小行星的第一宇宙速 度． (已知地球半徑 R0＝ 6 400 km，地球的第一宇宙速度 v0取 8 km/s.) 圖 5 12．如圖 5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 R，地球自轉(zhuǎn)角速度為 ω 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，某時刻 A、 B兩衛(wèi)星相距最近 (O、 B、 A在 同一直線上 )，則至少經(jīng)過多長時間，他們再一次相距最近？ 第 4 節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度 課前預(yù)習(xí)練 1．近地軌道 最大環(huán)繞 最小 km/s 2． km/s 3．引力 太陽系 km/s 4．引力 mv2r mω2r m(2πT )2r GMr GMr3 2π r3GM 5． B 6． BC [第一宇宙速度是指衛(wèi)星圍繞天體表面做勻速圓周運動的線速度，滿足關(guān)系 GMmR2＝ mv2R，即 v＝GMR ，由該式知，它是最大的環(huán)繞速度；衛(wèi)星發(fā)射得越高，需要的發(fā)射速度越大，故第一宇宙速度等于最小發(fā)射速度的數(shù)值，因此 B、 C正確． ] 7． D [人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力由地球 對衛(wèi)星的萬有引力提供，由 F＝ GMmr2 知軌道半徑增大到原來的 2倍，衛(wèi)星所需的向心力將變?yōu)樵瓉淼?14， ② 錯誤， ③ 正確；由 GMmr2＝ mv2r得 v＝ GMr，知 r 增加到原來的 2 倍時，速度變?yōu)樵瓉淼?2 ， ① 錯誤， ④ 正確，故選 D.] 課堂探究練 1． A [第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度， A對， B錯．根據(jù) GMmR2 ＝ mv2R可知環(huán)繞速度與地球的質(zhì)量和 半徑有關(guān)， C、 D錯． ] 2． D [中子星上的第一宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，此時衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是該中子星的半徑，且中子星對衛(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力，由 GMmr2 ＝ mv2r，得v ＝ GMr ，又 M ＝ ρV ＝ ρ 4π r33 ，得 v ＝ r 4π
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