5天体运动学考复习

1、浙江省物理选考学考真题选编五天体运动12015年9月20日“长征六号”火箭搭载20颗小卫星成功发射。在多星分离时，小卫星分别在高度不同的三层轨道被依次释放。假设释放后的小卫星均做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A20颗小卫星的轨道半径均相同B20颗小卫星的线速度大小均相同C同一圆轨道上的小卫星的周期均相同D不同圆轨道上的小卫星的角速度均相同22015年12月，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102km的预定轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动。已知地球半径R=6.4×103km。下列说法正确的是A“悟空”卫星的线速度比同步卫星

2、的线速度小 B“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小 C“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小D“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小3 如图所示，“天宫二号”在距离地面393km的近圆轨道运行。已知万有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，地球质量M=6.0×1024kg，地球半径R=6.4×103km。由以上数据可估算第3题图A“天宫二号”质量B“天宫二号”运行速度C“天宫二号”受到的向心力D地球对“天宫二号”的引力4如图所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍，不考虑行星自转的影响，则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金星绕太阳运动的加速度比火星小 D金星绕太阳运动的周期比火星大一、开普勒三大定律开普勒第一定律（轨道定律） 所有行星绕太阳运动的轨道都是_，太阳处在_的一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律） 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的_。说明行星在运转过程中离太阳越近速率_，离太阳越远速率_。也就是说，行星在近日点的速率最大，在远日点的速率最小。开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的轨道的半长轴的_跟它的公转周期的_的比值都相等。比值k是一个与行星无关的常量，仅与中心天体太阳的质量有关。二、 万

4、有引力定律（1）万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的_的乘积成正比，与它们_的二次方成反比，即=_。万有引力公式中G的是比例系数，叫做引力常量，是自然界中少数几个最重要的物理常量之一，通常取G=_N·m2/kg2。由科学家_在实验室测得。（2） 万有引力和重力的关系(1)地面上物体所受的万有引力F可以分解为物体所受的重力mg和随地球自转而做圆周运动的向心力F.其中FG，Fm2r.若不考虑地球自转的影响，地面上物体的重力等于地球对该物体的万有引力，即，可得黄金代换式：_并且由此可得星球表面的重力加速度g0=_ ， 离星球表面高度h处的重力加速度g=_= g0(

5、2)绕地球运动的物体所受地球的万有引力充当圆周运动的向心力，万有引力、向心力、重力三力合一。即：G·M·m/R2=m·a=mg g=a=G·M/R2三、与天体有关的估算问题 (1)利用天体做圆周运动的向心力由万有引力提供，天体的运动遵循牛顿第二定律求解即G ma m2r mr(2)利用天体表面的物体的重力约等于万有引力来求解即Gmg M 四、人造地球卫星（1）所有卫星运行的圆周轨道的圆心都是地球球心同步卫星：定轨道：赤道上空； 定高度：h=3.6km;定周期：T=24h; 定速度：(2) 对人造地球卫星几个速度的理解1第一宇宙速度（环绕速度）：是指地球卫

6、星的最小发射速度，也是卫星在地面附近环绕地球运行的速度，是卫星的最大的轨道速度设地球半径为R，地球质量为M，根据Gm或mgm，可得v1=7.9 km/s.2第二宇宙速度：是使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，其大小为11.2 km/s.3第三宇宙速度：是使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，其大小为16.7 km/s. (3) 人造地球卫星的运动问题1人造卫星的运行规律 越高越慢(1)由G 得v ， 即v ，轨道半径越大，速度越小(2)由Gm2r 得 ， 即 ,轨道半径越大，角速度越小。(3)由Gmr 得T2 ， 即T，轨道半径越大，周期越大 (4)由 得， 即，轨道半径越大，向心加速度越小

7、。3人造卫星的超重与失重(1)人造卫星在发射升空时，有一段加速运动；在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态(2)人造卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态，在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生，因此，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能使用同理，与重力有关的实验也将无法进行 练习题：1.把太阳系各行星运动近似看作匀速圆周运动，比较各行星周期，则太阳越远的行星（ ） A周期越小 B周期越大 C周期都一样 D无法确定2设地球表面物体的重力加速度为g0，某卫星在距离地心3R（R是地球的半径）的轨道上绕地球运行，则卫

8、星的加速度为（ ） Ag0 Bg0/9 Cg0/4 Dg0/163人造地球卫星A和B,它们的质量之比为mA：mB=1：2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是（ ）.A. 地球的引力之比为FA：FB=1：1 B. 运行速度大小之比为vA：vB=1： C. 运行周期之比为TA：TB=2：1 D. 角速度之比为A：B=3：14航天飞机绕地球做匀速圆 周运动时，机上的物体处于失重状态，是指这个物体（ ）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体做圆周运动的向心力 D. 对支持它的物体的压力为零5关于宇宙速度，下列说法正确的是（ ）A第一宇宙速

9、度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度6地球半径为R，地面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同步卫星离地面的高度为h，则地球同步卫星的线速度大小为（ ）7当人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，其绕行速度（ ）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关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（ ）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、轨道平面与赤道平面重合D每一个地球同步卫星离开地面的高度是一样的9人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（ ）A. 速度减小，周期增大 B. 速度减小，周期减小C. 速度增大，周期增大 D. 速度增大，周期减小10.以下说法正确的是（ ）A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B.经典力学理论的成立具有一定的局限性 C.在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变 D.相对论与量子力学否定了经典力学理论1、我们研究了开普勒第三定律，知道了行星绕恒星的运动轨道近似是圆形，周期T的平方与轨道半径 R的三次方的比为常数，则该常数的大小 ( )A.只

11、跟恒星的质量有关 B.只跟行星的质量有关C.跟行星、恒星的质量都有关 D.跟行星、恒星的质量都没关12、对于万有引力定律的表述式，下面说法中正确的是（ ）A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C. m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D. m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关13、下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ）A它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B它的周期、高度、速度都是一定的C我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空14、假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍作圆周运动，则 A. 根据公式v=r，可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B. 根据公式，可知卫星所需要的向心力将减