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高一物理《万有引力与航天》单元复习

高一物理《万有引力与航天》单元复习

分类:高一物理教案   更新:2014/4/8   来源:网络

高一物理《万有引力与航天》单元复习

(2) 卫星轨道的特点 人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心落在 上。 同步卫星的特点:定周期 定高度 定轨道 卫星的变轨分析:抓住万有引力与向心力的大小关系去分析。向心、离心运动。
    高一物理《万有引力与航天》单元复习
    知识回顾
    一、行星运动的三大定律
    二、万有引力定律及其应用
    1  万有引力定律
    1)基本方法:
    ①把天体的运动看成         运动,其所需向心力由万有引力提供:                                   
    (写出方程)
    ②在忽略天体自转影响时,天体表面的重力加速度:                   。(写出方程
    2  应用
    (1)求重力加速度
    (2)估算天体的质量
    天体密度
    (3)求环绕天体的V、 、T
    3 宇宙速度和人造卫星
    (1) 第一宇宙速度是指:
    求V1的方法:
    第二宇宙速度是指:
    第三宇宙速度是指:
    (2) 卫星轨道的特点
    人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心落在       上。
    同步卫星的特点:定周期  定高度    定轨道
    卫星的变轨分析:抓住万有引力与向心力的大小关系去分析。向心、离心运动。
    典型例题
    1 一颗质量为m的人造卫星,在距地面高度为h的圆轨道上运动,已知地球的质量为M,地球半径为R,引力常量为G,求:
    (1)卫星绕地球运动的向心加速度;
    (2)卫星绕地球运动的周期;
    (3)卫星绕地球运动的动能
    2、宇航员站在一个星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间T小球落到星球表面,测得抛出点与落地点间的距离为L.若抛出时的初速度增大到原来的2倍,则抛出点与落地点间距离为 L,已知两落地点在同一水平面上,该星球半径为R,万有引力常数为C,求该星球的质量.
    3、宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点,静止一质量为m的小球(可视为质点)如图所示,当给小球水平初速度v0时,刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R,万有引力常量为G.若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?
    强化训练
    1.关于地球同步卫星,下列说法中正确的是(  )
    A、地球同步卫星只是依靠惯性运动;
    B.质量不同的地球同步卫星轨道高度不同
    C.质量不同的地球同步卫星线速度不同
    D.所有地球同步卫星的加速度大小相同
    2.对人造地球卫星,下列说法正确的是(  )
    A.由v=rω,卫星轨道半径增大到原来的2倍时,速度增大到原来的2倍;
    B.由 ,卫星轨道半径增大到原来的2倍时,速度增大到原来 倍
    C、由 ,卫星轨道半径增大到原来的2倍时,向心力减为原来的
    D.由 ,卫星轨道半径增大到原来的2倍时,向心力减为原来的
    3.关于第一宇宙速度,下面说法中正确的是(   )
    A. 它是人造卫星绕地球飞行的最小速度;
    B. 它是近地圆轨道上人造卫星的运行速度;
    C. 它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度;
    D.它又叫环绕速度,即绕地球做圆轨道运行的卫星的速度都是第一宇宙速度。
    4 、两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动,周期之比为TA:TB=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为:
    A、RA:RB=4:1;VA:VB=1:2。B、RA:RB=4:1;VA:VB=2:1
    C、RA:RB=1:4;VA:VB=1:2。D、RA:RB=1:4;VA:VB=2:1
    5、 宇宙飞船在近地轨道绕地球作圆周运动,说法正确的有:
    A.宇宙飞船运行的速度不变,速率仅由轨道半径确定
    B.放在飞船地板上的物体对地板的压力为零
    C.在飞船里面不能用弹簧秤测量拉力
    D.在飞船里面不能用天平测量质量
    6、 气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的.我国先后自行成功研制和发射了“风云”一号和“风云”二号两颗气象卫星,“风云”一号卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极,每12h巡视地球一周,称为“极地圆轨道”.“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”,则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星
    A.角速度小   B.线速度大  C.覆盖地面区域小  D.向心加速度大
    7、 如图2所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道l,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是(  )
    A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
    B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道l上的角速度
    C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
    D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
    8、“神舟十号”顺利发射升空后,在离地面340km的圆轨道上运行了15天。运行中需要多次进行 “轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持,由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是
    A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小
    B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变
    C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变
    D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小
    9、现代观测表明,由于引力作用,恒星有“聚集”的特点。众多的恒星组成不同层次的恒星系统,最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星,如图7-12所示,两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动,这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起。已知双星质量分别为m1、m2,它们间的距离始终为L,引力常量为G,求:
    (1) 双星旋转的中心O到m1的距离;
    (2) 双星的转动周期。
    10、 已知万有引力常量G,地球半径R,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g . 某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地心作圆周运动,由 得:
    (1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由.如不正确,请给出正确的解法和结果.
    (2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果.
    11、  神舟十号载人飞船,在经历15天的太空飞行后顺利返回。已知地球半径为R,地球表面附近重力加速度为g。
    (1)飞船在竖直发射升空的加速过程中,宇航员处于超重状态。设点火后不久仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的5倍,求此时飞船的加速度。
    (2)设飞船变轨后沿圆形轨道环绕地球运行,运行周期为T,求飞船离地面的高度。
    答案:
    例题1
    (1)万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 ????①
    所以卫星的加速度 ???????????????????????????????②
    (2)由于 ?????????????????????????????③
    故由②③得卫星的周期 ?????????????

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