20xx粵教版高中物理必修2第三章萬有引力定律及其應(yīng)用章末小結(jié)與檢測-在線瀏覽
2025-02-11 13:31本頁面
【正文】 由 mg=mRv2 解得 v= ???gR m/s= km/s ： 人造衛(wèi)星在高空沿著圓形軌道運(yùn)行的線速度。福州模擬 )“嫦娥二號(hào)”成功發(fā)射后，探月成為同學(xué)們的熱門話題．一位同學(xué)為了測算衛(wèi)星在月球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞速度，提出了如下實(shí)驗(yàn)方案：在月球表面以初速度 v0豎直上拋一個(gè)物體，測出物體上升的最大高度 h，已知月球的半徑為 R，便可測算出繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度．按這位同學(xué)的方案，繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度為 ( ) A． v0 2hR B． v0 h2R C． v0 2Rh D． v0 R2h 解析：繞月衛(wèi)星的環(huán)繞速度即第一宇宙速度， v＝ gR，對于豎直上拋的物體有 v02＝ 2gh，所以環(huán)繞速度為 v＝ gR＝ v022h 觸類旁通 圖 341所示， a、 b、 c 是在地 球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的 3顆人造衛(wèi)星，下列說法正確的是 ( ) A． b、 c的線速度大小相等，且大于 a的速度 B． b、 c的向心加速度大小相等，且大于 a的向心加速度 C． c加速可以追上同一軌道上的 b， b減速可以等候同一軌道上的 c D． a 衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將變大 解析： 穩(wěn)定運(yùn)行的衛(wèi)星速度變化時(shí)，軌道半徑會(huì)相應(yīng)地變化，這種情況下速度變化是軌道半徑變化的原因，速度變大，使軌道半徑變大，速度減小，使軌道半徑減小。要注意區(qū)分兩種情況。 地球同步衛(wèi)星的五個(gè)“一定” ：軌道平面與赤道面共面． ：與地球自轉(zhuǎn)周期相同 ，即 T＝ 24 h. ：與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同． ：離地面的高度 h＝3 GMT24π 2－ R. 圖 341 ： v＝ GMR＋ h. 【 例 3】 地球同步衛(wèi)星到地心的距離 r可由 22324abcr ??求出。 考慮到 c的單位是 m／ s2，是加速度的單位，于是引入重力加速度：2Mmmg G r? ② ②式中 g為同步衛(wèi)星的加 速度， r為同步衛(wèi)星到地心距離，由①②兩式可得 22324r T gr ??，進(jìn)而得 224Tgr ??，顯然與選項(xiàng)不符。 對于同步衛(wèi)星，其繞地心運(yùn)動(dòng)的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。要結(jié)合同步衛(wèi)星的知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo)，推導(dǎo)的方向是既要符合題目中給出的 22324abcr ??形式，又要符合選項(xiàng)的要求。 觸類旁通 （雙選）下面關(guān)于同步衛(wèi)星的說法正確的是 ( ) A．同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，衛(wèi)星的高度和速率就被確定 B．同步衛(wèi)星的角速度雖已被確定，但高度和速率可以選擇，高度增加 ，速率增大；高度降低，速率減小，仍同步 C．我國發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是 114分鐘，比同步衛(wèi)星的周期短，所以第一顆人造地球衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低 D．同步衛(wèi)星的速率比我國發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星的速率大 解析：同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，即它們的周期 (T)相同，設(shè)同步衛(wèi)星繞地心近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力由衛(wèi)星 (m)和地球 (M)間的萬有引力提供；設(shè)地球半徑為 R，同步衛(wèi)星高度為 h，因?yàn)?F 引 ＝ F 向 ，所以 G MmR＋ h 2＝ m4π2T2 (R＋ h)．得 h＝3 GMT24π － R，可見， h一定． 由 GMmR＋ h 2＝ m v2R＋ h 得： v＝GMR＋ h， 可見 v一定．所以，選項(xiàng) A是正確的． 由于同步衛(wèi)星的周期確定，即角速度確定，則 h和 v均隨之確定，不能改變，否則不同步，所以選項(xiàng) B是錯(cuò)的． 由 h＝3 GMT24π 2－ R可知，當(dāng) T變小時(shí)， h變小，可見，第一顆人造衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低，速率比同步衛(wèi)星大，故選項(xiàng) C正確， D錯(cuò)誤 ． 答案： AC 第三 章 萬有引力定律及其應(yīng)用 單元測試 （時(shí)間 50分鐘，滿分 100分） 一 .單項(xiàng)選擇題 （本題共 4小題，每小題 4分，共 16分。上海高考 )月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為 重力加速度大小為 g1，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為 g2，則
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