专题强化练近地卫星 同步卫星 赤道上的物体的运动剖析

1、专题强化练四A对点训练练熟基础知识题组一近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运动问题1(多选)将月球、地球同步卫星和静止在地球赤道上的物体三者进行比较，下列说法正确的是()三者都只受万有引力的作用，万有引力都提供向心力月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度地球同步卫星的角速度与静止在地球赤道上的物体的角速度相同地球同步卫星相对地心的线速度与静止在地球赤道上的物体相对地心的线速度大小相等解析静止在地球赤道上的物体不仅受万有引力作用，还受地面的支持力作用，A错误;GMm=ma可得GMR2，因月球绕地球运转的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径，故月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度，B正确

2、;地球同步卫星绕地球运转的周期与静止在地球赤道上物体的周期相同，所以角速度相同，C正确；由v=R可知，D错误.答案BC2.(多选)如图3所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q的圆周运动速率分别为V、v2、v3，向心加速度分别为aa2、a3，贝y().图3v1v2v3B.v1v3a2a3D.a1a3a2解析由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由v=er,a=w2r可知Vv3、a1a3；对同步卫星和近地资源卫星来说，满足v=a，可知v3vv2、a3a2，对比各选项可知B、D正确.答案BD3(多选)某空间站正在地球赤道平面内的

3、圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致关于该空间站说法正确的有()其运行的加速度一定等于其所在高度处的重力加速度其运行的速度等于同步卫星运行速度的10倍站在地球赤道上的人观察到它向东运动在空间站工作的宇航员因受力平衡而在空间站内悬浮或静止解析空间站运行的加速度和其所在位置的重力加速度均由其所受万有引力Mmv2/GM提供，故A正确；由G帀斥Ov=艮，运行速度与轨道半径的平方根成反比，并非与离地高度的平方根成反比，故B错误；由G苇牛=myj2RT=2nRGM，所以空间站运行周期小于地球自转的周期，故C正确；空间站内的宇航员所受万有引力完全提供向心力，处

4、于完全失重状态，D错误.答案AC(多选)同步卫星离地心距离为r,运行速度为V,加速度为Q,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R,则以下正确的是()B.D.解析设地球质量为M,同步卫星的质量为mx，地球赤道上的物体质量为m2，在地球表面附近飞行的物体的质量为m2，根据向心加速度和角速度的关系有。广冲，a2=2r,叫=少2，故a1=R，可知选项A正确.由万有引力定律有G号齐=加；,G也R|=mJ詁由以上两式解得才=、吟，可知选项D正确.答案AD（单选）有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，

5、c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，().a的向心加速度等于重力加速度gb在相同时间内转过的弧长最长nc在4h内转过的圆心角是6d的运动周期有可能是20小时解析对a：GMmR2_Fn=ma，GMm又育=mg，故av,设轨道II上的B点速度为vB,飞船在b点由轨道I变轨到轨道I为离心运动，则GRmRB,GMmMGMt即VBR，则VBV3V,选项B正确；由mg=GT2，得g=2，由rArB,则gAgB，选项C正确；由GmM(4R)2=m2x4R和=加語2人，解得TT3=8：1,选项D错误.答案BC11.（2013安徽卷，17）（单选）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=

6、GMm其中G为引力常量，M为地球质量、该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为（）.A.GMmR；2C.GMm(1_丁応B.D.GMmgGMm(丄解析人造卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供根据万有引力提供向心力得G2-=mr而动能Ek=*mv2GMm由式得Ek=由题意知，引力势能Ep=-GMm由式得卫星的机械能E=Ek+Ep=27由功能关系知，因摩擦而产生的热量Q=AE减=E-E2=G?R-R）故选项C正确答案CB深化训练提高能力技巧（单选）北京时间2012年4月16日天文爱好

7、者迎来了土星冲日的美丽天象，观赏到了美丽的“指环王”.土星是夜空最美丽的星球之一，它是肉眼易见的大行星中离地球最远的，在望远镜中，其外形像一顶草帽，被誉为“指环王”.土星冲日是指土星和太阳正好分处地球两侧，三者几乎成一条直线，此时土星与地球距离最近，亮度也最高，是观测的最佳时机.冲日前后，太阳刚从西方落下，土星便由东方升起，直到天亮由西方落下，整夜可见，是一年中观测土星最好的时机.该天象大约每378天发生一次，基本上是一年一度已知土星和地球绕太阳公转的方向相同，则()土星公转的速率比地球大土星公转的向心加速度比地球大土星公转的周期约为1.1X104天假如土星适度加速，有可能与地球实现对接由ma

8、=Mmv2解析根据GT2=可得，半径r越大，线速度越小，A错误;Mm可得，半径r越大,向心加速度越小，B错误；若土星加速，则半径变2n2n)T_It=2n,T1122其中T1=365天，t大，不可能与地球实现对接，D错误;=378天，分析可知只有C正确.答案C（多选）同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能.若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能为Ep=g（G为引力常量），设宇宙中有一个半径为R的星球，宇航员在该星球上以初速度p0竖直向上抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，经t秒后物体落回手中，则（）.2vR在该星球表面上以-的初速度

9、水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面在该星球表面上以字的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面在该星球表面上以攀的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面在该星球表面上以2：呼的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面解析设该星球表面附近的重力加速度为g，物体竖直上抛运动有：vQ=学，在星球表面有：mg=GmRm，设绕星球表面做圆周运动的卫星的速度为v1,则=，联立解得=斗0,A正确；2；：罕:丝严,B正确；从星球表面竖直抛出物体至无穷远速度为零的过程，有|mv2+Ep=0,即|mv2=，解得v2=2、：羊,C错误，D正确.答案ABD14.（2013湖北联考）（单选）经长期观测发现，A行星运行的轨道半径为R0,周期为T0,但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离.如图10所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B则行星B运动轨道半径为().A.R=R0t2（T0