2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天 微專題35 衛(wèi)星變軌及能量問題加練半小時(shí) 粵教版.docx
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微專題35 衛(wèi)星變軌及能量問題 [方法點(diǎn)撥] (1)衛(wèi)星在運(yùn)行中的變軌有兩種情況,即離心運(yùn)動(dòng)和向心運(yùn)動(dòng):①當(dāng)v增大時(shí),所需向心力增大,衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變大,由v=知其運(yùn)行速度要減小,但重力勢能、機(jī)械能均增加;②當(dāng)v減小時(shí),所需向心力減小,因此衛(wèi)星將做向心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變小,由v=知其運(yùn)行速度將增大,但重力勢能、機(jī)械能均減少.(2)低軌道的衛(wèi)星追高軌道的衛(wèi)星需要加速,同一軌道后面的衛(wèi)星追趕前面的衛(wèi)星需要先減速后加速. 1.(2017北京房山區(qū)模擬)我國的“神舟十一號(hào)”載人飛船已于2016年10月17日發(fā)射升空,入軌兩天后,與“天宮二號(hào)”成功對(duì)接,順利完成任務(wù).假定對(duì)接前,“天宮二號(hào)”在如圖1所示的軌道3上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),而“神舟十一號(hào)”在圖中軌道1上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩者都在圖示平面內(nèi)順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn).若“神舟十一號(hào)”在軌道1上的P點(diǎn)瞬間改變其速度的大小,使其運(yùn)行的軌道變?yōu)闄E圓軌道2,并在軌道2和軌道3的切點(diǎn)Q與“天宮二號(hào)”進(jìn)行對(duì)接,圖中P、Q、K三點(diǎn)位于同一直線上,則( ) 圖1 A.“神舟十一號(hào)”應(yīng)在P點(diǎn)瞬間加速才能使其運(yùn)動(dòng)軌道由1變?yōu)? B.“神舟十一號(hào)”沿橢圓軌道2從Q點(diǎn)飛向P點(diǎn)過程中,萬有引力做負(fù)功 C.“神舟十一號(hào)”沿橢圓軌道2從P點(diǎn)飛向Q點(diǎn)過程中機(jī)械能不斷增大 D.“天宮二號(hào)”在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度與“神舟十一號(hào)”在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度相等 2.(多選)(2017山東淄博一模)“嫦娥三號(hào)”從距月面高度為100km的環(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌,進(jìn)入近月點(diǎn)為15km的橢圓軌道Ⅱ,從近月點(diǎn)Q成功落月,如圖2所示.關(guān)于“嫦娥三號(hào)”,下列說法正確的是( ) 圖2 A.沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期 B.沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí),需制動(dòng)減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ C.沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí),在P點(diǎn)的加速度大小等于在Q點(diǎn)的加速度大小 D.在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過程中,萬有引力對(duì)其做正功,它的動(dòng)能增加,機(jī)械能不變 3.(2017江西省六校3月聯(lián)考)2016年10月23日早上,天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室上搭載的一顆小衛(wèi)星(伴星)在太空中成功釋放,并且對(duì)天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)組合體進(jìn)行了第一次拍照.“伴星”經(jīng)調(diào)整后,和“天宮二號(hào)”一樣繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).但比“天宮二號(hào)”離地面稍高一些,那么( ) A.“伴星”的運(yùn)行周期比“天宮二號(hào)”稍小一些 B.從地球上發(fā)射一顆到“伴星”軌道運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,發(fā)射速度要大于11.2km/s C.在同一軌道上,若后面的衛(wèi)星一旦加速,將與前面的衛(wèi)星相碰撞 D.若伴星失去動(dòng)力且受阻力作用,軌道半徑將變小,則有可能與“天宮二號(hào)”相碰撞 4.(多選)(2018湖北黃岡模擬)2015年12月10日,我國成功將中星1C衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道.如圖3所示是某衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的示意圖,已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)P距地心O的距離為3R.則( ) 圖3 A.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度大于 B.衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)速度最小 C.衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大小為 D.衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)加速,衛(wèi)星將不能再次經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn) 5.有研究表明,目前月球遠(yuǎn)離地球的速度是每年3.820.07cm.則10億年后月球與現(xiàn)在相比( ) A.繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期變小 B.繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度變大 C.繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度變小 D.地月之間的引力勢能變小 6.(2018四川成都第七中學(xué)月考)“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器在離地面343km的圓形軌道上運(yùn)行,其軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣.下列說法正確的是( ) A.如不加干預(yù),“天宮一號(hào)”圍繞地球的運(yùn)動(dòng)周期將會(huì)變小 B.如不加干預(yù),“天宮一號(hào)”圍繞地球的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能將會(huì)變小 C.“天宮一號(hào)”的加速度大于地球表面的重力加速度 D.航天員在“天宮一號(hào)”中處于完全失重狀態(tài),說明航天員不受地球引力作用 答案精析 1.A 2.BD 3.D [根據(jù)萬有引力提供向心力,有G=mr,得T=,“伴星”比“天宮二號(hào)”的軌道半徑稍大一些,所以“伴星”的運(yùn)行周期比“天宮二號(hào)”稍大一些,故A錯(cuò)誤;如果發(fā)射速度大于11.2km/s,衛(wèi)星將脫離地球引力的束縛,不可能成為“伴星”軌道的衛(wèi)星,故B錯(cuò)誤;在同一軌道上,若后面的衛(wèi)星一旦加速,將做離心運(yùn)動(dòng)到更高的軌道上,不會(huì)與前面的衛(wèi)星碰撞,故C錯(cuò)誤;若“伴星”失去動(dòng)力且受阻力作用,在原軌道上速度減小,萬有引力大于所需要的向心力,軌道半徑將變小,則有可能與“天宮二號(hào)”相碰撞,故D正確.] 4.BC [對(duì)地球表面的物體有=m0g,得GM=gR2,若衛(wèi)星沿半徑為3R的圓周軌道運(yùn)行時(shí)有=m,運(yùn)行速度為v==,從橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)進(jìn)入圓軌道需加速,因此,衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度小于,A錯(cuò)誤;衛(wèi)星由近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中,萬有引力做負(fù)功,速度減小,所以衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)速度最小,B正確;衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度a==,C正確;衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)加速,可能變軌到軌道半徑為3R的圓軌道上,所以衛(wèi)星還可能再次經(jīng)過遠(yuǎn)地點(diǎn),D錯(cuò)誤.] 5.C [對(duì)月球進(jìn)行分析,根據(jù)萬有引力提供向心力有:=m()2r,得:T=,由于軌道半徑變大,故周期變大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)=ma,有:a=,由于軌道半徑變大,故加速度變小,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)=m,則:v=,由于軌道半徑變大,故線速度變小,C項(xiàng)正確;由于月球遠(yuǎn)離地球,萬有引力做負(fù)功,故引力勢能變大,D項(xiàng)錯(cuò)誤.] 6.A [根據(jù)萬有引力提供向心力有=m,解得:T=,由于摩擦阻力作用,衛(wèi)星軌道高度將降低,則周期減小,A項(xiàng)正確;根據(jù)=m,解得:v=,軌道高度降低,衛(wèi)星的線速度增大,故動(dòng)能將增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)=ma,得a=,“天宮一號(hào)”的軌道半徑大于地球半徑,則加速度小于地球表面的重力加速度,C項(xiàng)錯(cuò)誤;完全失重狀態(tài)說明航天員對(duì)懸繩的拉力或?qū)χС治矬w的壓力為0,而地球?qū)λ娜f有引力提供他隨“天宮一號(hào)”圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,D項(xiàng)錯(cuò)誤.]- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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