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文档简介
重难点04圆周运动、万有引力
考点三年考情分析2025考向预测
(1)考点预测:圆周运动的运动
特点、受力特点,变速圆周运动中
变速圆周运动中的杆模型(2024•全的绳模型与杆模型。重力与万有引
匀速圆周运动、角速度、线速度、力的关系及有中心天体的匀速圆
国甲卷4、2022•全国乙卷-3)
向心加速度周运动。开普勒定律的应用,变轨
重力与万有引力的关系(2024•全国
匀速圆周运动的向心力问题,宇宙速度以及双星、多星问
离心现象甲卷,3)题。
万有引力定律及其应用对比问题(2022•全国乙卷,1)(2)考法预测:匀速圆周运动常
环绕速度与电学进行综合。要求能根据问题
估算问题(2024•新课标卷,3)
第二宇宙速度和第三宇宙速度情景选择合适的向心加速度的表
同步卫星问题(2023•新课标卷,4
达式。万有引力、天体运动要求体
会人类对自然界的探索是不断深
入的。要求关注宇宙起源和演化的
研究进展。
<1
重难诠释
【情境解读】
』基本物理量关系:1=ct)=2F〃~j
2r
向心力:Fn=my-=ma)r=m^2~
2r
向心加速度:an=jr=^r=-^Y
「匀速圆周运动:产合二尸向
、圆周运动]---[受力特阂—
径向合外力:向心力
切向合外力:使物体加速(减速)
「■汽车在水平面转弯]临界:尸所„=™宇
小水平转台上摩擦力提供向心力
-水平面内匀速圆周运动
[圆锥摆:拉力和重力的合力提供向心力
1■(两类模型绳模型二最高点最小速度:"=屈------—最低点:2
-"'-最低点和最高点弹力差值6mg—FT-mg=m^
一竖直面内圆周运动一
py=0,支持力,FN=mg
-土工也刊最高点0<v<Jgrt支持力,mg-FN=m^
(最小速度)u=质,FN=O
-V>Jgr,拉力,Fz+mg=m/
-开普勒第一定律:轨道定律
乔西勒三定律-开普勒第二定律:面积定律
开普勒笫一定律:周期定律
r)u)
■[卫星参量—牛=,析写r-T=2■需r;T;
M
GMm4宣2r
密度p=品;
万有引力--------------.=3n
2
与航天一"计克天体的质量GMm..gR2GT
一叫0)2八s232r2-►U二需
「双星模型r____5—
■(非中心天体模码■T=21TJG(£^)
-三星、四星模型:其他星体对其中一个星体的合力提供向心力
-fl遑变轨问题:不同轨道在同一位置加速度相同
卫星在轨道上加速时,做离心运动;卫星在轨道上减速时.做近心运动
「从某时刻距离最近到下一次距离最近:,=尧印(7>%)
q卫星追及问题I--2
从某时刻距离最近到下一次距离最远:»=_IiZL.(r,>T2)
2(TI-T2)
【高分技巧】
一、匀速圆周运动
1.三种传动方式及各自的特点
皮带传动皮带与两轮之间无相对滑动时,两轮边缘线速度大小相等
齿轮传动两轮边缘接触,接触点无打滑现象时,两轮边缘线速度大小相等
同轴转动两轮固定在同一转轴上转动时,两轮转动的角速度大小相等
2.向心力的来源
向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力
的分力,在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。
3.向心力的确定
(1)确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置。
(2)分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力,就是向心力。
二、竖直平面内的变速圆周运动
两种常见的模型
轻绳模型轻杆模型
事nQ)
情景图示
弹力特征弹力可能向下,也可能等于零弹力可能向下,可能向上,也可能等于零
FTf、一十、、
受力示意图'%、'
mgmgmgmgmg
010,
0,tolo
V2
力学方程mg-rF^=m-mg±F^=m—
临界特征FT=0,BPmg=m—,得u=可正。=0,即/向=0,此时F^=mg
⑴“杆”对小球的作用力可以是拉力,也
(1)“绳”只能对小球施加向下的力
模型关键可以是支持力
(2)小球通过最高点的速度至少为赤'
(2)小球通过最高点的速度最小可以为0
三、开普勒行星运动定律及万有引力定律
1.万有引力定律的适用条件:
公式适用于质点间的相互作用,当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,物体可视为质点。②质
量分布均匀的球体可视为质点,厂是两球球心间的距离。
2.宇宙速度
(1)。发=7.9km/s时,卫星绕地球做匀速圆周运动。
(2)7.9km/s<vs<11.2km/s,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。
(3)11.2km/s<v发<16.7km/s,卫星绕太阳做椭圆运动。
(4)。发216.7km/s,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间。
3.万有引力与重力的关系
地球对物体的万有引力/表现为两个效果:一是重力mg,二是提供物体随地球自转的向心力/向,如图所
zj\o
欣
2%
(1)在赤道上:C^^=mgi+mcoRo
(2)在两极上:C^^=mg2ok&
4.物理量随轨道半径变化的规律
ifiGm1
m-----------------►tpc—
「V「「
变Ls=降越
lG*.'「…#高
规、(Rh'l"2碧=一7=隈JT8厅越
现(r=R比+h)T\lGM博
律_GM〜1度
nia-^a=-■—►a0c-
r'r
加*=察仇近地时)fGM=黄金代换式)
K地
(建议用时:40分钟)
【考向一:圆周运动】
1.(2024•宁夏银川一中•三模)如图所示,O为半球形容器的球心,半球形容器绕通过。的竖直轴以角
速度。匀速转动,放在容器内的两个质量相等的小物块a和b相对容器静止,b与容器壁间恰好没有摩擦力。
已知a和。、b和。的连线与竖直方向的夹角分别为60。和30。,则下列说法正确的是()
A.小物块a和b做圆周运动的向心力之比为6:1
B.小物块a和b对容器壁的压力之比为6:1
C.小物块a与容器壁之间无摩擦力
D.容器壁对小物块。的摩擦力方向沿器壁切线向下
【答案】A
【解析】A.a、b角速度相等,向心力可表示为
F=marRsina
所以a、匕向心力之比为sin60°:sin30°=6:1,A正确;
BCD.若无摩擦力。将移动到和b等高的位置,所以摩擦力沿切线方向向上。定量分析:对b分析可得
mgtan300=ma)2Rsin30°
结合对6分析结果,对a分析
marRsva600<mgtan60°
即支持力在指向转,轴方向的分力大于所需要的向心力,因此摩擦力有背离转轴方向的分力,即摩擦力沿
切线方向向上;对b有
%cos30°=mg
对。有
FNacos60°+4sin60°=mg
所
FNa^COS30°^A/3
仆cos6001
BCD错误。
故选Ao
2.(2024•青海省西宁市•二模)图甲中的辘粉是古代民间提水设施,由辘铲头、支架、井绳、水桶等部
分构成,图乙为提水设施工作原理简化图,辘胡绕绳轮轴半径r=0.1m,水桶的质量M=0.5kg,井足够深,
忽略井绳质量和因绳子缠绕导致轮轴的半径变化。某次从井中汲取相=2kg的水,轮轴由静止开始绕中心轴
转动从而竖直向上提水桶,其角速度随时间变化规律如图丙所示,取重力加速度g=10m/s2,则()
甲
A.10s末水桶的速度大小为20m/sB,水桶的速度大小随时间变化规律为v=2t
C.0~10s内水桶上升的高度为20mD.0~10s内井绳拉力所做的功为255J
【答案】D
【解析】AB.由图丙可知
。=2/
所以水桶速度随时间变化规律为
v=cor=0.2/
则10s末水桶的速度大小为2m/s,故AB错误;
CD.水桶匀加速上升,加速度
a=0.2m/s2
由牛顿第二定律
F-(m+M)g=(m+M)a
所以井绳拉力大小为
尸=25.5N
水桶匀加速上升,0~10s内它上升的高度为
12
h=-at=10m
2
则0~10s内井绳拉力所做的功为
W=Fh=255J
故C错误,D正确。
故选D。
3.(2024•山西省阳泉市•三模)如图,圆形水平餐桌面上有一个半径为r=0.3m,可绕中心轴转动的同
心圆盘,在圆盘的边缘放置一质量为〃z=lkg的小物块,物块与圆盘间的动摩擦因数为4=0.3,物块与桌
面间的动摩擦因数为〃2=01125。现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度,物块从圆盘上滑落后,最终恰好
停在桌面边缘。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g=10m/s2,圆盘厚度及圆盘与餐桌
面的间隙不计,物块可视为质点。求:
(1)物块随圆盘运动的过程中,圆盘对小物块做的功;
(2)餐桌面的半径R。
【解析】(1)物体在圆盘上滑下时有
mv~
丛mg=-----
根据动能定理,圆盘对小物块做的功
W=-mv2
2
解得
W=0.45J
(2)小物块从圆盘滑落后,沿切线方向划出,做匀减速直线运动,滑到桌面边缘时有
12
-ju2mgL=0--mv
其中的
R=+Z?
解得
7?=0.5m
4.(2024•陕西省榆林市•二模)滚筒洗衣机静止于水平地面上,已脱净水的衣物随滚筒一起在竖直平面
内做匀速圆周运动,滚筒截面如图所示。若质量为机的衣物在最高点A对滚筒恰好无作用力,重力加速度
大小为g,则衣物在最低点2对滚筒的压力大小为()
B.2mgC.3mgD.4mg
【答案】B
【解析】由于是衣物随滚筒一起在竖直平面内做匀速圆周运动,则衣物做圆周运动需要的向心力大小始终
保持不变,在最高点A对滚筒恰好无作用力,说明此时重力,咫恰好提供向心力
V2
me=m—
R
所以在B点时有
1\
解得
FN=2mg
衣物在B点受到的支持力为2mg,则衣物在最低点B对滚筒的压力大小为2,咫。
故选Bo
5.(2024•陕西省咸阳市•一模)如图所示,长为L的细绳上端固定在天花板上,下端拴一个可视为质点
的小球,小球在水平面内做匀速圆周运动。细绳跟竖直方向的夹角为仇小球做匀速圆周运动的角速度为°。
当小球以不同的角速度。做匀速圆周运动时,细绳与竖直方向的夹角。随之变化,已知当地的重力加速度
大小为g,下列关于。与。的关系图像可能正确的是(
【解析】由向心力公式可得
mgtan0=ma)2Lsm0
可得
p1
cos0--------
L疗
即COS。与二成正比。
G)
故选Co
6.(2024•山西省晋城市•一模)如图所示,在同一竖直平面内,光滑的长直斜面轨道AB固定,在8处通
过一小段圆弧(长度可忽略不计)与水平轨道BC0E连接,水平轨道的BC、。。段粗糙,OE段光滑,C
处固定一圆形光滑轨道。轻质弹簧的一端固定在E处的竖直墙面上,另一端与质量为3机的物块6刚好在。
点接触(不拴接),弹簧处于水平自然长度。将质量为,〃的物块。从斜面轨道上的A点由静止释放,一段时
间后,物块a从C点进入半径R=0.4m的圆形轨道,转一圈后又从C'(C、。适当错开一点)点出来沿。。
轨道运动,在。点与物块6发生弹性碰撞。已知A点距水平轨道的高度/?=5m,8、。间的距离si=3.8m,。、
。间的距离为S2,物块。与8C、段水平轨道间的动摩擦因数均为〃1=0.25,物块6与BC、。。段
水平轨道间的动摩擦因数均为〃2=0-5,取重力加速度大小g=10m/s2,物块a、b均可视为质点,弹簧始终
在弹性限度内。
(1)求物块a运动到C点时速度大小vc;
(2)改变物块a由静止释放的位置,为使物块a经过圆形轨道的最高点P,求释放物块a时的最小高度%正;
(3)若物块。恰好能经过圆形轨道的最高点尸,从圆形轨道出来后沿C'£>运动与6发生弹性碰撞,且只能
碰撞一次,求S2的范围。
12
【答案】(1)9m/s;(2)1.95m;(3)—m<s,<4m
192
【解析】(1)物块。由A运动到C的过程中,根据动能定理有
mgh-"Mgs】=;mv1
解得
vc=9m/s
(2)物块。从A运动到P点,根据动能定理有
1
一「
根g%n4mgs2mgR=-mvP
物块a恰好能通过P点,则有
R
解得
vp=2m/s,hmin=1.95m
(3)设物块a运动到。点时的速度大小为v,物块a从P运动到O点过程,根据动能定理有
2
mg-2R-jU}mgs2=^m(y-Vp)
可得
v=y15gR-0.5gs2
物块服6在。点发生弹性碰撞,根据动量守恒定律有
mv=m%+3mv3
由机械能守恒定律有
gmv2=;mvl+;⑶九)
解得碰后物块。、。的速度分别为
%=-0.5v,v2=0.5v
若S2=0,根据机械能守恒定律有
解得
4=0.25m<R=0.4m
所以物块。反向运动后不可能脱离圆轨道,讨论:
①要使"b能够发生碰撞,。到达。处时速度大小
v=yj5gR-0.5gs2>0
解得
s2<4m
②6压缩弹簧后又返回。点时速度大小不变,之后与弹簧分离。假设物块。滑上圆形轨道又返回,最终停在
水平轨道上。点,物块b在水平轨道上匀减速滑到。点也恰好停止,设C'Q=x,则有
QD-s2-x
根据能量守恒定律,对物块。有
对物块b有
儿,3mg(52-x)=;(3加)vf
解得
112
x=-s,,s,=—m
319
所以有
12,
——m<5,<4m
192
7.(2024•陕西省商洛市•二模)天花板下悬挂的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂,点的竖直轴无摩擦地旋
转。一根轻绳穿过尸,两端分别连接质量为㈣和该(叫/e)的小球A、B。两球同时做如图所示的圆锥
摆运动,且两球始终在同一水平面内,则()
A.两球的向心加速度大小相等
B.两球运动的角速度大小相等
C.A、B两球的质量之比等于sine:sin夕
D.A、B两球的线速度大小之比等于tang:tanc
【答案】B
【解析】A.用夕泛指一个角度,由
mgtan0=ma
可知
=tan
因为e>a,所以B球加速度大于A球加速度,故A错误;
B.由
mgtan/3=mc^htan/?
可得
co—
所以两球角速度相同,故B正确;
C.绳子上的拉力大小相等,有
mg=Feos0
可得A球的质量与B球的质量之比
m,:m?=cosa:cos6
故C错误;
D.由
2
mgtanp=m---------
htan/3
可得
v=y[giitan(3
A、B两球线速度大小之比等于
Vj:v2=tan«:tan
故D错误。
故选B。
【考向二:万有引力作用下的匀速圆周运动】
1.(2024•宁夏中卫市•一模)(多选)如图所示,1、2轨道分别是天宫二号飞船在回程变轨前后的轨道,
下列说法正确的是()
A.飞船在1轨道速度大于2轨道速度B.飞船在1轨道的周期小于在2轨道的周期
C.飞船从1轨道变到2轨道要减小速度D.飞船在1轨道机械能大于2轨道机械能
【答案】CD
【解析】AB.根据
2
V4后
G下二m一二m——r
rT
可得
飞船在轨道1的半径大于轨道2的半径,可知飞船在1轨道速度小于2轨道速度,飞船在1轨道的周期大于
在2轨道的周期,选项AB错误;
C.飞船从1轨道变到2轨道要点火减速,做向心运动,选项C正确;
D.飞船在1轨道机械能大于2轨道机械能,选项D正确。
故选CD。
2.(2024•宁夏吴忠市•一模)(多选)2023年3月30日,我国在太原卫星发射中心使用“长征二号”丁
运载火箭,成功将“宏图一号”01组卫星发射升空,卫星进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。它是由“一
颗主星十三颗辅星”构成的卫星组,犹如在太空中飞行的车轮。已知“宏图一号”卫星组的运行轨道距离地
面的高度为心环绕周期为T,地球可看作半径为R的均质球体,下列说法正确的是()
A.“宏图一号”卫星组的环绕速度为边
T
B.“宏图一号”卫星组的环绕速度小于第一宇宙速度
C.“宏图一号”卫星组的向心加速度大小为)
T2
D.地球的第一宇宙速度为也J("+']
TVR
【答案】BD
【解析】A.由题可知“宏图一号”卫星组的环绕速度为
2TT(R+h)
v=-----
T
故A错误;
B.第一宇宙速度是最大的环绕速度,故“宏图一号”卫星组的环绕速度小于第一宇宙速度,故B正确;
C.“宏图一号”卫星组的向心加速度大小为
a_4〃2(R+”)
T2
故C错误;
D.由题可知,“宏图一号”的万有引力提供向心力
GM=6(7?+丸旧
地球的第一宇宙速度为
GM_2%
故D正确。
故选BD。
3.(2024•山西省晋城市•三模)2023年11月18日,火星、太阳、地球三者之间形成一条直线,火星被
太阳完全遮挡,受太阳电磁辐射影响,“祝融号”火星车“失联”一个多月。如图所示,地球与火星均绕
太阳同方向公转,公转轨道为同心圆,两者的最远距离为最近距离的5倍。已知太阳到地球的距离约为太
阳直径的100倍,结合天文常识可知,火星被太阳遮挡的时间约为()
A.2天B.8天C.15天D.30天
【答案】A
【解析】设地球和火星的公转半径分别为R地、R火,则有
设太阳的半径为人质量为火星被太阳遮挡的时间为f,以地球为参考系,有
又
GM2兀
(200r)3365天
解得
t天
故选A„
4.(2024•山西省名校联考•三模)P、。是太阳系中的两个行星,尸的半径是。的2倍。在登陆两行星后,
分别在行星表面以速度v竖直上抛小球,小球返回到抛出点的时间为f;改变抛出时的初速度,画出v与r
的函数图像如图所示。将两行星视为均匀球体,忽略大气阻力和行星自转,下列判断正确的是()
A.行星P和。表面的重力加速度之比为4:1
B.行星尸和。的第一宇宙速度之比为4:1
C.行星尸的质量是。质量的4倍
D.行星P的密度与。的密度相等
【答案】D
【解析】A.根据
t
则VI图像的斜率!■行星P和。表面的重力加速度之比为
gp厂2%厂2
gQ%7
选项A错误;
BD.根据
2
厂Mmv,
GR=mg=机/
可得
vi=,M=
Cr
RP=2RQ
可得行星尸和。的第一宇宙速度之比为2:1,行星P的质量是Q质量的8倍,选项BC错误;
D.行星密度
_M_3gg
p——---------------℃——
%4G乃RR
3
可得行星尸的密度与。的密度相等,选项D正确。
故选Do
5.(2024•山西省名校联考•一模)2023年,神舟家族太空接力,“奋斗者”号极限深潜,真正实现了“可
上九天揽月,可下五洋捉鳖”!已知“奋斗者”号在马里亚纳海沟的坐底深度为d(10909m),空间站离地
面的高度为〃(400km)。假设地球质量分布均匀,半径为A,不考虑其自转,且质量均匀分布的球壳对壳
内物体的引力为零,则深度为d处和高度为处的重力加速度之比为()
A(R-d)(R+h)2(R+d)(R—h,
R3R3
[R-h)[R+hJ
【答案】A
【解析】设质量为㈣的物体在马里亚纳海沟底处,有
°M,m_
Gl——肛g]
(R—d¥11
又
M,_(R_d¥
M~R3
质量为m2的物体在空间站上,有
Mm
c2=m2g2
(7?+/i)2
解得马里亚纳海沟底处和空间站所在轨道处的重力加速度之比为
d)(.+〃)2
g2-K
故选A„
【考向三:变轨问题】
1.(2024•青海省海南藏族自治州•二模)(多选)卫星失效后一般有“冰冻”和“火葬”两种处理方案,
对于较低轨道的“死亡”卫星,备用发动机使其快速转移到更低的轨道上,最终一头扎入稠密大气层,与
大气摩擦燃烧殆尽;对于较高轨道的“死亡”卫星,备用发动机可将其抬高到比地球同步轨道高300千米
的“坟墓轨道”实施高轨道“冰冻”。下列说法正确的是()
A.“死亡”卫星进入“坟墓轨道”后速度变小
B.实施低轨道“火葬”时,备用发动机对卫星做正功
C.实施高轨道“冰冻”时,备用发动机对卫星做负功
D.卫星在“坟墓轨道”上运行的加速度小于在地球静止轨道上运行的加速度
【答案】AD
【解析】A.对于卫星有
cMmv2
G——=m--
rr
整理有
由于进入“坟墓轨道”其轨道半径变大,所以卫星的速度变小,故A项正确;
B.实施低轨道“火葬”时,卫星需要减速进入低轨道,即备用发电机对卫星做负功,故B项错误;
C.实施高轨道“冰冻”时,卫星需要加速进入高轨道,即备用发电机对卫星做正功,故C项错误;
D.对卫星有
Mm
G下-ma
整理有
GM
由于卫星在“坟墓轨道”的轨道半径大于地球静止轨道的轨道半径,所以卫星在“坟墓轨道”上运行的加
速度小于在地球静止轨道上运行的加速度,故D项正确。
故选ADo
2.(2024•陕西省•二模)(多选)神舟十六号载人飞船返回过程,在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II,
8为轨道H上的一点,如图所示。关于神舟十六号飞船的运动,下列说法中正确的是()
轨道I」一
/•,,轨道n
8•够
A.在轨道n上经过A的速度小于在轨道I上经过A的速度
B.在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
C.在轨道II上经过A的速度大于经过8的速度
D.在轨道II上B点的机械能小于在轨道I上A点的机械能
【答案】AD
【解析】AD.航天飞机在A点从轨道I进入轨道n点火减速,飞船需克服外力做功,所以在轨道n上经过A
的速度小于在轨道I上经过A的速度,并且在轨道II上经过A的机械能小于在轨道I上经过A的机械能,
而航天飞机在轨道II上从A到B的过程中,只有万有引力做功,机械能守恒,所以在轨道H上8点的机械
能等于在轨道II上A点的机械能。即在轨道II上8点的机械能小于在轨道I上A点的机械能,故AD正确;
B.航天飞机在A点受万有引力一定,由牛顿第二定律可知在轨道H上经过A点的加速度等于轨道I上经过
A的加速度,故B错误;
C.航天飞机在轨道II上从A到8的过程中,万有引力做正功,由动能定理可知在轨道H上经过A的速度小
于经过2的速度,故C错误。
故选ADo
3.(2024•陕西省宝鸡市•三模)人类视月球与火星是地球的“卫士”和“兄弟”,从未停止对它们的探
测。已知月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为g,轨道半径是地球半径的。倍;火星表面重力加
速度是地球表面重力加速度的b倍。科研人员在火星水平表面的发射架上水平发射一小球,发射点高为〃,
测得发射点与落点间的水平距离是2/?,不计火星表面的大气阻力,则发射小球的初速度大小是()
\2bgh
A.a^2bghB.b^laghD.
°坪a
【答案】A
【解析】设地球的半径为R,地球的质量为〃,表面的重力加速度为g’,则月球绕地球的轨道半径
r=aR
根据万有引力定律及牛顿第二定律可知
—Mm
G5mg
-Mm
CJ——7=mg
(RY
解得
'2
所以火星表面的重力加速度
g火=bg=ba1g
在火星表面将物体水平抛出,由抛体运动的规律可知
h=gg火广
2h=vot
联立上述各式可得
v0=a{2bgh
故选A。
4.(2024•陕西省商洛市•二模)2023年11月28日,内地与澳门合作研制的首颗科学卫星“澳门科学一
号”投入使用仪式在澳门举行。该卫星的投入使用将大幅提高我国空间磁场探测技术水平。下列关于该卫
星的说法正确的是()
A.发射速度可以小于7.9km/s
B.环绕速度可能大于H.2km/s
C.若该卫星运行的轨道高度小于同步卫星运行的轨道高度,则其运行的角速度比同步卫星的角速度大
D.若该卫星运行轨道为椭圆,则离地越远,其运行的速度越大
【答案】C
【解析】A.第一宇宙速度是7.9km/s,是卫星的最小发射速度,故A错误;
B.卫星的运行速度都小于第一宇宙速度,所以“澳门科学一号”卫星的环绕速度不可能大于11.2km/s,故
B错误;
C.由
GMm2
——--=mrco
r
可知若该卫星运行的轨道高度小于同步卫星运行的轨道高度,则其运行的角速度比同步卫星的角速度大,
故C正确;
D.根据开普勒第二定律可知,该卫星运行的轨道为椭圆,则离地越远,其运行的速度越小,故D错误。
故选C。
5.(2024•陕西省汉中市•二模)2024年1月18日1时46分,天舟七号货运飞船成功对接于空间站(离
地面高度约为400km)天和核心舱后向端口。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、
应用实(试)验装置等物资,并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的“年货”。下列说法正确的是()
A.为实现成功对接,天舟七号在与空间站同一轨道上需要加速靠近天和核心舱
B.天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度大于7.9km/s
C.天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行周期比同步卫星的周期大
D.天舟七号与空间站的组合体在轨道上稳定运行时,“年货”处于完全失重
【答案】D
【解析】A.为实现成功对接,需点火加速做离心运动从较低轨道进入较高的轨道,故A错误;
B.由万有引力提供向心力
得
GM
v=
可知空间站的轨道半径大于地球的半径,所以天舟七号与空间站的组合体在轨道上运行速度小于7.9km/s,
故B错误;
C.由万有引力提供向心力
_Mm472
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