2021屆高中物理舊同步必修2第6章5宇宙航行

1所示，把物體水平拋出，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，rr

Gr2＝mr，可得 7.911.216.7 √ × √r由 GM，高軌 運(yùn)行速度小，故發(fā)射高軌 比發(fā)射低軌 更r易 ×地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球的第一宇宙速度為 答 答案不同.由R2＝mR

(1)人造近地環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度，大小為7.9km/s.對(duì)于近地人造，軌道半徑r近似等于地球半徑R，在軌道處所受的萬有引力近似等 GR2＝mRmg＝mRv＝②發(fā) vmax＝ r可知 RR R

v＝gRg，在地面附近發(fā)射飛行器使之能夠脫離地球的引力作用離開地球所需的最小發(fā)射速度，16.7km/s.例1(2019·一中期末)我國(guó)發(fā)射了一顆繞月運(yùn)行的探月“一號(hào)”.設(shè)該 11 A.0.4 B.1.8C.11 D.36答案解析由萬有引力提供向心力即可得出圍繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度，即該星球r r由Gr2＝mr得 M 1 地又M＝81，地v 故月球和地球的第一宇宙速度之比v故v 2km/s≈1.8 B項(xiàng)正確例2(2019·湘潭一中期末)在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t后，物體以v落回手中.R，求該星球的第一宇宙速度.(物體只受星球的引力， 解析

0＝t宇宙速度即 在其表面附近繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小，由 球的第一宇宙速度為v＝g

R答案收看電視時(shí)，天線要對(duì)準(zhǔn)方向，在地球上方“靜止”不動(dòng)，所以天線對(duì)＝7.9km/s；由 2πR可得其周期為T≈85＝7.9km/s和85min分別是人造做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大線速度和最小周期

33③定高度由GR＋h2＝mT2(R＋h)可得同 離地面高度為

例3 為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確全面和及時(shí)的氣象資料.設(shè)地球同步的軌道半徑是地球半徑的n倍， n n D.

1答案解析地球同步的軌道半徑是地球半徑的n倍，所以同步距地面的高度是地球半

r的(n－1)倍，A正確.由萬有引力提供向心力得r2r

r

度

B正確.同步與地R，所以同 n倍，C錯(cuò)誤

ma，得

根據(jù)r2 ＝r2，則同1針對(duì)訓(xùn)練1如圖4所示，中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)自行研制的全球?qū)Ш较到y(tǒng).其中有靜止軌道同步和中地球軌道.已知中地球軌道的軌道高度在5000～15000km，則下列說法正確的是()B.上述兩種的運(yùn)行速度可能大于7.9答案例4 如圖5所示，A為地面上的待發(fā)射，B為近地圓軌道，C為地球同步.三周期分別為TA、TB、TC，向心加速度大小分別為aA、aB、aC，則( 答案A解析同步與地球自轉(zhuǎn)同步，故TA＝TC，ωA＝ωC，由v＝ωr及a＝ω2r

對(duì)同 和近 ，根

r2＝mr＝mωr＝mT2r＝manaB>aC>aA.A正確，B、C、D錯(cuò)誤同 同 都是萬有引力提供向心力，即都滿足r2＝mr＝mωr＝mT2r越大，v、ω、an越小，T越大2(2018·涼山州木里中學(xué)高一下期中)6所示，A是地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的RA、B的向心加速度和線速度的大小關(guān)系正確的是() A.a＝ B.a＝

答案解析設(shè)C的向心加速度大小為a3，線速度大小為v3.赤道上的物體A和同步C的運(yùn)

周期相同，根據(jù)a＝T2可知a＝r，根據(jù)v＝T可知v＝r；對(duì)于近 B和同 3

r r

3根據(jù)萬有引力提供向心力有Gr2＝ma＝mr，可得a＝r2 ，則有a3＝R2，v3 2R，所以a2＝r3，v r3，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤2 火星探測(cè)的發(fā)射速度大于16.7答案r解析根據(jù) r

小，7.9km/s是人造地球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度，選項(xiàng)D正確；實(shí)際上，由C正確.2.(對(duì)同步的認(rèn)識(shí)(多選(201·海師附中期中考試)下列關(guān)于同步通信的說法正確的是( )答案運(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是(

RA.a B.a＝(r RrRr 答案解析地球同步：軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1；Ra2；對(duì) 則Gr2＝mr，故 r對(duì)于同 地球半徑的9倍.(已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s)則在該星球上發(fā)射一顆人造，其答案23.7解析M1R1M2 GR2＝mRvv2R1v2＝3v1＝23.7

考點(diǎn)一1.(多選(201·鎮(zhèn)遠(yuǎn)中學(xué)高一期末)物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度叫做第一宇宙速度.于第一宙速度下列說正確的( )答案R解析由萬有引力提供向心力可知第一宇宙速度 R

①mg＝ 得rkm/s，A錯(cuò)誤，D正確；由于第一宇宙速度是發(fā)射的最小速度，B正確；由r的最大速度，C錯(cuò)誤.，2.(多選)(2019·貴陽(yáng)市高一下期末)如圖1所示在思考萬有引力定律時(shí)就曾設(shè)想，把物體的是()，v<7.9km/sAv<7.9km/sB7.9km/s<v<11.2km/sC11.2km/s<v<16.7km/sC答案解析v<7.9km/sv＝7.9km/s時(shí)，物體剛好能Cv>11.2km/sCD A.16 B.32C.4 D.2答案考點(diǎn)二4.(多選)(2019·長(zhǎng)豐縣二中期末)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，建成后的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)包括多顆同步和多顆一般軌道.關(guān)于這些，以下說法正確的是()A.同步的軌道半徑都相答案解析所有同步的軌道都位于赤道面，軌道半徑r和運(yùn)行周期都相同，選項(xiàng)A、B正確r r繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有Gr2＝mr

，故隨著運(yùn)行半徑的增加，C錯(cuò)誤.由T2＝kr越大，周期越大，故D錯(cuò)誤5.(多選)據(jù)，我國(guó)數(shù)據(jù)中繼“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日在西昌發(fā)45177°赤道上空的同步軌道關(guān)于成功定點(diǎn)的“天鏈一號(hào)01星”，下列說法中正確的是( A.運(yùn)行速度大于7.9km/s答案 解析成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”是同 ，即T＝24h.由Gr2＝mr＝mT2r，rr

星”的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度(7.9km/s)，A錯(cuò)誤.由于“01星” T

＝T，且 T同>ω月，C正確.同步與靜止在赤道上的物體具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)周期T，且赤道上物體的軌 的軌道半徑，由an＝(2π)2r得赤道上物體的向心加速度小于同 T向心加速度，D錯(cuò)誤的是()C.7.9D.7.9答案 解析地球同 軌道必須在地球赤道的正上方，故A正確.根據(jù)Gr2＝mT2r，可得GM，同 為7.9km/s，第二宇宙速度為11.2km/s，地球同步?jīng)]有脫離地球的引力范圍，故地球r rGr2＝mr

可 7.9km/s，故D錯(cuò)誤7.(2019·長(zhǎng)春外國(guó)語學(xué)校高一下學(xué)期期中)如圖3所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分的軌道示意ckT.則() c的周期 1TB.a的向心加速度是c的向心加速度的k2C.b也是地球同D.a、b、c三顆的運(yùn)行線速度大小關(guān)系為va<vb<答案發(fā)射升空.與“天宮二號(hào)”空間對(duì)接前，“天舟一號(hào)”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其()答案

解析GR＋h2＝m(R＋h)ω＝m＝m(R＋hT2＝maGMGM

＝

面的重力加速度 正確

＝R2可知，“天舟一號(hào)”a物體，b為同步，c為一般，d為極地.設(shè)b、c、d三距地心的距離均為r，做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則下列說法正確的是()a、b、c、da、b、c、dda若b升到更軌道上運(yùn)動(dòng)，則b仍可能與a物體相對(duì)靜答案10.如圖5所示，地球赤道上的山丘e、近地p和同步q均在赤道平面上繞地心做勻則 答案r解 的速度 r

Gr2 ＝r2B錯(cuò)誤.由Gr2 ＝r2

q的軌道半徑大于近地p的軌道半徑，以上分析可知，選項(xiàng)DC錯(cuò)誤.，11.(2019·沙市中學(xué)月考)如圖6日點(diǎn)L1位于地球和月球連線上，處在該點(diǎn)的物體在地L1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運(yùn)動(dòng).a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步向心加速度的大小.以下判斷正確的是()， 答案T解析a＝(2π)2ra1T心加速度a2小，即a1<a2.地球同步和月球均是地球?qū)λ鼈兊娜f有引力提供向心力，

r2＝ma，地球同 到地心的距離小于月球到地心的距離，則a>a，所以a>a>aD項(xiàng)正確αRG，忽略星球自轉(zhuǎn)的影響，求：2v0Rtanα答 2v0tan2v0Rtanα (2) 解析(1) 1tan

2v0tan 2v0R2tan由mg＝GR2得M＝G ρ＝M 3v0tan ＝t解得 2v0Rtant

1 是一則 論證方案.(6.4×103kmg地9.8答案 解析對(duì)環(huán) 第二定律得r2＝mT2r，解得

R 有最小值，又2＝月Rgg

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2gTmin≈1.73環(huán)月最小周期為1.73h，故該是則假14.(2019·合肥六中、淮北一中期末聯(lián)考)在X星球表面宇航員做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：如圖8甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，受到的彈力為F，速度大小為v，其F－v2圖象如圖乙