20版物理《高中全程学习方略》必修2鲁科：5.2、5.3.ppt

【定向训练】 1.(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金R地R火,由此可以判定 世纪金榜导学号(　　) A.a金a地a火 B.a火a地a金 C.v地v火v金 D.v火v地v金 【解析】选A。由万有引力提供向心力 =ma可知 轨道半径越小,向心加速度越大,故知A项正确,B错误; 由 可知轨道半径越小,运行速 率越大,故C、D都错误。 2. (2019·厦门高一检测)我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102 km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=6.4×103 km。下列说法正确的是 (　　) A.“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小 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 【解析】选C。同步地球卫星距地表36 000 km,由v= 可知,“悟空”的线速度要大,所以A错。由ω= 可知,“悟空”的角速度要大,即周期要小,由a= 可知,“悟空”的向心加速度要大,因此B、D错, C对。 【补偿训练】 1.若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的 (　　) 【解析】选C。据 可得环绕速度v= 利用比值法可知C正确。 2.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 (　　) A.距地面的高度变大 B.向心加速度变大 C.线速度变大 D.角速度变大 【解析】选A。地球对卫星的万有引力提供向心力,由 得:T= ,由于周期T变大,所以 卫星距地面的高度变大,A正确;由卫星运行的规律可知, 向心加速度变小,线速度变小,角速度变小,B、C、D错。 二　三种人造卫星 考查角度1 同步卫星 1.概念: 同步卫星就是与地球同步运转,相对地球静止的卫星,因此可用来作为通讯卫星。 2.同步卫星的特点: (1)周期一定:同步卫星在赤道正上方相对地球静止,它绕地球的运动与地球自转同步,它的运动周期就等于地球自转的周期,T=24 h。 (2)角速度一定:同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度。 (3)轨道一定。 ①因提供向心力的万有引力指向圆心,所有同步卫星的轨道必在赤道平面内。 ②由于所有同步卫星的周期相同,由r= 知,所有同步卫星的轨道半径都相同,即在同一轨道上运动,其确定的高度约为3.6×104 km。 (4)运行速度大小一定:所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的,都是3.08 km/s,运行方向与地球自转方向相同。 【典例示范1】(2019·北京高考)2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星 世纪金榜导学号(　　) A.入轨后可以位于北京正上方 B.入轨后的速度大于第一宇宙速度 C.发射速度大于第二宇宙速度 D.若发射到近地圆轨道所需能量较少 【解析】选D。因为同步卫星周期必须与地球自转周期 相等且相对地球静止,要求同步卫星只能位于赤道正上 方,距离地球表面的高度是唯一的,所以同步卫星不能 位于北京正上方,选项A错误;卫星绕地球运动过程中具 有势能和动能,规定无穷远处的势能为零,位于距离地 心r处卫星所具有的总能量为E=Ek+Ep= ①, 又有 ②,由①②可得E=- ③,由③式 可知距离地球越远卫星具有的能量越大,发射过程中对 卫星做的功转化成卫星的引力势能和动能,选项D正确; 由②式解得v= ,由此可知选项B错误;若卫星发射 速度大于第二宇宙速度,卫星将会脱离地球吸引,选项C 错误。 考查角度2 极地卫星、近地卫星和赤道上的物体 1.极地卫星:运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖。 2.近地卫星:在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径,其运行线速度约为7.9 km/s。 3.赤道上的物体:随地球自转而做匀速圆周运动,由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力),它的运动规律不同于卫星,但它的周期、角速度与同步卫星相等。 【典例示范2】已知地球