1、快乐学物理:认真思考、计算、总结 班级: 姓名:高一物理万有引力定律复习(二)四、第一宇宙速度1、已知地球质量为M,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。(1)推导第一宇宙速度v的两种表达形式:(2)查阅相关资料,试求以第一宇宙速度做匀速圆周运动的卫星(近地卫星)的周期:T84.3min(我们能够发射一颗卫星,使它做匀速圆周运动的周期为80min吗?)2、第一宇宙速度大小为 ,是 发射速度和 环绕速度;第二宇宙速度大小为 是 速度;第三宇宙速度大小为 ,是 速度。3、关于第一宇宙速度,下列表述正确的是A在地面发射绕地运行的飞行器,其发射速度不能小于第一宇宙速度 B地球同
2、步卫星的飞行速度一定小于第一宇宙速度C若已知地球的半径和地球表面的重力加速度,便可求出第一宇宙速度D第一宇宙速度跟地球质量无关E第一宇宙速度跟地球半径无关4、宇航员在月球上做自由落体实验,将物体由距月球表面高h处释放,经过时间t后落到月球表面(已知月球半径为R)。据上述信息推断,飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为( ) A B C D思考:已知行星表面重力加速度和半径,能求什么物理量?写出表达式(第一宇宙速度及行星质量)五、同步卫星所谓同步卫星是指相对于地面静止的,和地球具有相同周期的卫星,T= 。由于卫星的向心力由地球对卫星的 提供,所有卫星轨道平面一定过地心,所有同步
3、卫星必须位于赤道上方距离地面高h处,且h是一定的。1、已知地球质量M,地球半径R,地球自转周期为T,试推导同步卫星离地面的高度h。(试着查阅相关资料,计算出h3.6104KM。你能推导出同步卫星运行速度吗?)2、在地球上空有许多同步卫星,下列说法正确的是 ( )A它们的质量可能不同 B它们的速率可能不同C它们的加速度大小可能不同 D它们离地心的距离可能不同3、用m表示地球通信卫星(同步卫星)的质量。h表示它离地面的高度,R0表示地球的半径,g0表示地球表面处的重力加速度,0表示地球自转的角速度,则卫星受到的地球对它的万有引力的大小等于( )A 0 B C D.以上结果都不对 六、双星系统宇宙中
4、两个靠得比较近的天体称为双星,它们绕其连线上的某点做匀速圆周运动,特点:它们做圆周运动的向心力大小 ;它们的 和 都相同。1、宇宙中某一双星系统,设二者的质量分别为m1和m2,二者相距L,求:(1)双星的轨道半径之比;m1m2Lr1r2L研究m1: 研究m2: 比较两式得:即: 之比与双星 之比相反(2)双星的线速度之比;(3)双星的角速度。2、两颗靠得很近的天体称为双星,它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动,因而不至于由于万有引力而吸引到一起,以下说法中正确的是:( )A它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比。B它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比。C它们做圆周运动的半径与其质量成正比
5、。D它们做圆周运动的半径与其质量成反比。3、根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法错误的是:( )A它们双星相互间的万有引力减小B双星圆周运动的角速度增大C双星圆周运动的周期增大 D双星圆周运动的半径增大三星系统:宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为m,(1)试求在第
6、一种情况下,星体运动的线速度和周期。(2)假设两种形式星体的运动个周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?七、发射及变轨(难)1、为了充分利用地球自转的速度,人造卫星发射时,火箭都是从 向 (填东、西、南、北)发射,考虑这个因素,火箭发射场应建在纬度较 (填高或低)的地方。2、右图是“嫦娥一号奔月”示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是( ) A发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D在绕圆轨道上,卫星
7、受地球的引力大于受月球的引力3、2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道进入椭圆轨道,B为轨道上的一点,如右图所示,关于航天飞机的运动,下述正确的有( )A.在轨道上经过A的速度小于过B的速度B.在轨道上经过A的速度小于在轨道上经过A 的速度C.在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期D.在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度4、如右图所示,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上远地点的速率大于近地点的速率B.卫星在轨道3上远地点的角速度小于近地点的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于在轨道2上经过Q点时的速率 D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于在轨道3上经过P点时的加速度同学们,本章内容、相似、易混、易错的物理量较多,做题时“快是慢的,慢是快的”,提倡“三遍读题法”!