5天體運(yùn)動(dòng)學(xué)考復(fù)習(xí)

1、浙江省物理選考學(xué)考真題選編五天體運(yùn)動(dòng)12015年9月20日“長(zhǎng)征六號(hào)”火箭搭載20顆小衛(wèi)星成功發(fā)射。在多星分離時(shí)，小衛(wèi)星分別在高度不同的三層軌道被依次釋放。假設(shè)釋放后的小衛(wèi)星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A20顆小衛(wèi)星的軌道半徑均相同B20顆小衛(wèi)星的線速度大小均相同C同一圓軌道上的小衛(wèi)星的周期均相同D不同圓軌道上的小衛(wèi)星的角速度均相同22015年12月，我國(guó)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進(jìn)入高為5.0×102km的預(yù)定軌道?！拔蚩铡毙l(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球半徑R=6.4×103km。下列說(shuō)法正確的是A“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星

2、的線速度小 B“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小 C“悟空”衛(wèi)星的運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期小D“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小3 如圖所示，“天宮二號(hào)”在距離地面393km的近圓軌道運(yùn)行。已知萬(wàn)有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，地球質(zhì)量M=6.0×1024kg，地球半徑R=6.4×103km。由以上數(shù)據(jù)可估算第3題圖A“天宮二號(hào)”質(zhì)量B“天宮二號(hào)”運(yùn)行速度C“天宮二號(hào)”受到的向心力D地球?qū)Α疤鞂m二號(hào)”的引力4如圖所示，設(shè)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍，不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響，則A

3、 金星表面的重力加速度是火星的倍 B B金星的“第一宇宙速度”是火星的倍C金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的加速度比火星小 D金星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比火星大一、開普勒三大定律開普勒第一定律（軌道定律） 所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是_，太陽(yáng)處在_的一個(gè)焦點(diǎn)上。開普勒第二定律（面積定律） 對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的_。說(shuō)明行星在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中離太陽(yáng)越近速率_，離太陽(yáng)越遠(yuǎn)速率_。也就是說(shuō)，行星在近日點(diǎn)的速率最大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率最小。開普勒第三定律（周期定律） 所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的_跟它的公轉(zhuǎn)周期的_的比值都相等。比值k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的常量，僅與中心天體太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。二、 萬(wàn)

4、有引力定律（1）萬(wàn)有引力定律自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的_的乘積成正比，與它們_的二次方成反比，即=_。萬(wàn)有引力公式中G的是比例系數(shù)，叫做引力常量，是自然界中少數(shù)幾個(gè)最重要的物理常量之一，通常取G=_N·m2/kg2。由科學(xué)家_在實(shí)驗(yàn)室測(cè)得。（2） 萬(wàn)有引力和重力的關(guān)系(1)地面上物體所受的萬(wàn)有引力F可以分解為物體所受的重力mg和隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F.其中FG，F(xiàn)m2r.若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上物體的重力等于地球?qū)υ撐矬w的萬(wàn)有引力，即，可得黃金代換式：_并且由此可得星球表面的重力加速度g0=_ ， 離星球表面高度h處的重力加速度g=_= g0(

5、2)繞地球運(yùn)動(dòng)的物體所受地球的萬(wàn)有引力充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，萬(wàn)有引力、向心力、重力三力合一。即：G·M·m/R2=m·a=mg g=a=G·M/R2三、與天體有關(guān)的估算問(wèn)題 (1)利用天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供，天體的運(yùn)動(dòng)遵循牛頓第二定律求解即G ma m2r mr(2)利用天體表面的物體的重力約等于萬(wàn)有引力來(lái)求解即Gmg M 四、人造地球衛(wèi)星（1）所有衛(wèi)星運(yùn)行的圓周軌道的圓心都是地球球心同步衛(wèi)星：定軌道：赤道上空； 定高度：h=3.6km;定周期：T=24h; 定速度：(2) 對(duì)人造地球衛(wèi)星幾個(gè)速度的理解1第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：是指地球衛(wèi)

6、星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星在地面附近環(huán)繞地球運(yùn)行的速度，是衛(wèi)星的最大的軌道速度設(shè)地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，根據(jù)Gm或mgm，可得v1=7.9 km/s.2第二宇宙速度：是使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，其大小為11.2 km/s.3第三宇宙速度：是使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度，其大小為16.7 km/s. (3) 人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1人造衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律 越高越慢(1)由G 得v ， 即v ，軌道半徑越大，速度越小(2)由Gm2r 得 ， 即 ,軌道半徑越大，角速度越小。(3)由Gmr 得T2 ， 即T，軌道半徑越大，周期越大 (4)由 得， 即，軌道半徑越大，向心加速度越小

7、。3人造衛(wèi)星的超重與失重(1)人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時(shí)，有一段加速運(yùn)動(dòng)；在返回地面時(shí)，有一段減速運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)過(guò)程加速度方向均向上，因而都是超重狀態(tài)(2)人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)行時(shí)，由于萬(wàn)有引力提供向心力，所以處于完全失重狀態(tài)，在這種情況下凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都會(huì)停止發(fā)生，因此，在衛(wèi)星上的儀器，凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能使用同理，與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)也將無(wú)法進(jìn)行 練習(xí)題：1.把太陽(yáng)系各行星運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，比較各行星周期，則太陽(yáng)越遠(yuǎn)的行星（ ） A周期越小 B周期越大 C周期都一樣 D無(wú)法確定2設(shè)地球表面物體的重力加速度為g0，某衛(wèi)星在距離地心3R（R是地球的半徑）的軌道上繞地球運(yùn)行，則衛(wèi)

8、星的加速度為（ ） Ag0 Bg0/9 Cg0/4 Dg0/163人造地球衛(wèi)星A和B,它們的質(zhì)量之比為mA：mB=1：2,它們的軌道半徑之比為2:1,則下面的結(jié)論中正確的是（ ）.A. 地球的引力之比為FA：FB=1：1 B. 運(yùn)行速度大小之比為vA：vB=1： C. 運(yùn)行周期之比為TA：TB=2：1 D. 角速度之比為A：B=3：14航天飛機(jī)繞地球做勻速圓 周運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)上的物體處于失重狀態(tài)，是指這個(gè)物體（ ）A. 不受地球的吸引力 B. 受到地球吸引力和向心力平衡C. 受到地球的引力提供了物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 D. 對(duì)支持它的物體的壓力為零5關(guān)于宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（ ）A第一宇宙速

9、度是能使人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小發(fā)射速度B第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度C第二宇宙速度是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度D第三宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度6地球半徑為R，地面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星離地面的高度為h，則地球同步衛(wèi)星的線速度大小為（ ）7當(dāng)人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其繞行速度（ ）A. 一定等于7.9千米/秒 B. 一定小于7.9千米/秒C. 一定大于7.9千米/秒 D. 介于7.911.2千米/秒8關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A它的速度小于7.9km/s B它的速度大于7.9km/s C它的周期是24h,且

10、軌道平面與赤道平面重合D每一個(gè)地球同步衛(wèi)星離開地面的高度是一樣的9人造地球衛(wèi)星由于受大氣阻力，其軌道半徑逐漸減小，其相應(yīng)的線速度和周期的變化情況是（ ）A. 速度減小，周期增大 B. 速度減小，周期減小C. 速度增大，周期增大 D. 速度增大，周期減小10.以下說(shuō)法正確的是（ ）A.經(jīng)典力學(xué)理論普遍適用，大到天體，小到微觀粒子均適用B.經(jīng)典力學(xué)理論的成立具有一定的局限性 C.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變 D.相對(duì)論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論1、我們研究了開普勒第三定律，知道了行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道近似是圓形，周期T的平方與軌道半徑 R的三次方的比為常數(shù)，則該常數(shù)的大小 ( )A.只

11、跟恒星的質(zhì)量有關(guān) B.只跟行星的質(zhì)量有關(guān)C.跟行星、恒星的質(zhì)量都有關(guān) D.跟行星、恒星的質(zhì)量都沒(méi)關(guān)12、對(duì)于萬(wàn)有引力定律的表述式，下面說(shuō)法中正確的是（ ）A.公式中G為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的B.當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大C. m1與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對(duì)平衡力D. m1與m2受到的引力總是大小相等的，而與m1、m2是否相等無(wú)關(guān)13、下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是（ ）A它的周期與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小B它的周期、高度、速度都是一定的C我們國(guó)家發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空D我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星也定點(diǎn)在赤道上空14、假如一作圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，仍作圓周運(yùn)動(dòng)，則 A. 根據(jù)公式v=r，可知衛(wèi)星的線速度將增大到原來(lái)的2倍B. 根據(jù)公式，可知衛(wèi)星所需要的向心力將減