高二物理萬(wàn)有引力與天體運(yùn)動(dòng)-文庫(kù)吧資料
2024-11-20 16:41本頁(yè)面
【正文】 軌道半徑越大，環(huán)繞速度越小，動(dòng)能越小；在變軌過(guò)程中，克服引力做功，引力勢(shì)能增加，所以 D 選項(xiàng)正確． 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 【點(diǎn)評(píng)】 對(duì)航天器的變軌問題，要抓住以下特點(diǎn)：其在確定軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能守恒，在不同軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能不同，軌道半徑越大則機(jī)械能越大． 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 2020年 10月 1日 18時(shí) 59分 57秒 ， 搭載著 “嫦娥二號(hào) ”衛(wèi)星的長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射 ， 衛(wèi)星由地面發(fā)射后 ， 進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道 ， 經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入距離月球表面 100公里 ， 周期為 118分鐘的工作軌道 ， 開始對(duì)月球進(jìn)行探測(cè) ， 如圖 1－ 4－ 2所示 ． 已知萬(wàn)有引力常量為 G， 則 ( ) A． 衛(wèi)星在軌道 Ⅲ 上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小 B． 衛(wèi)星在軌道 Ⅲ 上經(jīng)過(guò) P點(diǎn)的速度比在軌道 Ⅰ 上經(jīng)過(guò) P點(diǎn)時(shí)大 C． 由已知條件可求月球的密度 D． 衛(wèi)星在軌道 Ⅰ 上的機(jī)械能比在軌道 Ⅱ 上大 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 AD 【解析】 因軌道 Ⅲ 的運(yùn)動(dòng)半徑大于月球半徑，由 GMmr2＝mv2r知，衛(wèi)星在軌道 Ⅲ 上的運(yùn)動(dòng)速度比衛(wèi)星在接近月球表面的軌道上的運(yùn)動(dòng)速度小，即比月球的第一宇宙速度小，選項(xiàng) A 正確；衛(wèi)星在圓軌道 Ⅲ 上經(jīng)過(guò) P 點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有 GMmr2 ＝mv2r，衛(wèi)星在橢圓軌道 Ⅰ 上經(jīng)過(guò) P 點(diǎn)后做離心運(yùn)動(dòng)，有 GMmr2 mv ′2r， 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 所以 vv ′ ，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；根據(jù) “ 嫦娥二號(hào) ” 衛(wèi)星的工作軌道半徑和周期可求月球的質(zhì)量，結(jié)合月球半徑可求月球密度，但本題月球半徑未知，所以無(wú)法求得月球質(zhì)量和密度，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤； “ 嫦娥二號(hào) ” 由橢圓軌道 Ⅰ 減速變軌后進(jìn)入橢圓軌道 Ⅱ ，機(jī)械能減小，所以衛(wèi)星在軌道 Ⅰ 上的機(jī)械能比在軌道Ⅱ 上大， D 正確． 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 ? 探究點(diǎn)三 同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與極地衛(wèi)星問題 1． 地球軌道同步衛(wèi)星 (1)同步衛(wèi)星位于赤道正上方 ， 軌道平面與赤道平面共面； (2)同步衛(wèi)星的軌道半徑一定 ， 距離地球表面的高度一定 ，約 36000 km； (3)同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期和地球的自轉(zhuǎn)周期相同 ， T＝ 24 h，且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同； (4)所有地球軌道同步衛(wèi)星的半徑 、 線速度大小 、 角速度大小及周期都相同 ． 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 2．近地衛(wèi)星：當(dāng)人造地球衛(wèi)星在近地軌道上運(yùn)行時(shí)，軌道半徑近似等于地球的半徑 R，近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度即地球的第一宇宙速度． (1)設(shè)地球的質(zhì)量為 M，衛(wèi)星的質(zhì)量為 m，當(dāng)人造地球衛(wèi)星在近地軌道上運(yùn)行時(shí)，軌道半徑近似等于地球的半徑 R，萬(wàn)有引力提供近地衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力， 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 (2)衛(wèi)星剛好繞地球表面運(yùn)動(dòng) ， 重力近似等于萬(wàn)有引力 ，mg＝ ＝ km/s. 3． 極地軌道衛(wèi)星：繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)兩極正上方 ． 由于地球自轉(zhuǎn) ， 極地衛(wèi)星并不是沿同一經(jīng)度線的上方運(yùn)行 ． 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 例 3 [2020 福建卷 ] “嫦娥二號(hào) ”是我國(guó)月球探測(cè)第二期工程的先導(dǎo)星 ． 若測(cè)得 “嫦娥二號(hào) ”在月球 (可視為密度均勻的球體 )表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期 T， 已知引力常量為 G， 半徑為 R的球體體積公式 則可估算月球的 ( ) A． 密度 B． 質(zhì)量 C． 半徑 D． 自轉(zhuǎn)周期 專題四 │ 要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 A 【解析】 由 GMmR2 ＝ m??????2πT2R ， M ＝ ρV ， V ＝43πR3，聯(lián)立解得 ρ ＝3πGT2 ，已知周期 T ，就可求密度 ρ ， A 正確． 【點(diǎn)評(píng)】 本題根據(jù)月球的近表衛(wèi)星的周期，可求得月球的密度 ρ ＝3πGT2 ，因月球半徑未知，不能確定月球的質(zhì)量．同理，如果知道中心天體的密度，可求得中心天體的
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