高考理綜難點7衛(wèi)星運行特點分析及應(yīng)用

《高考理綜難點7衛(wèi)星運行特點分析及應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、難點7衛(wèi)星運行特點分析及應(yīng)用衛(wèi)星運行問題與物理知識（如萬有引力定律、勻速圓周運動、牛頓運動定律等）及地理知識有十分密切的相關(guān)性，是新高考突出學科內(nèi)及跨學科間綜合創(chuàng)新能力考查的命題熱點，也是考生備考應(yīng)試的難點.●難點磁場1.（★★★★）用m表示地球通訊衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）的質(zhì)量，h表示它離地面的高度，R0表示地球的半徑，g0表示地球表面處的重力加速度，ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則通訊衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f有引力的大小A.等于0B.等于m2C.等于m2D.以上結(jié)果都不對2.（★★★★★）俄羅斯“和平號”空間站在人類航天史上寫下了輝煌的篇章，

2、因不能保障其繼續(xù)運行，3月23日墜入太平洋.設(shè)空間站的總質(zhì)量為m，在離地面高度為h的軌道上繞地球做勻速圓周運動.墜落時地面指揮系統(tǒng)使空間站在極短時間內(nèi)向前噴出部分高速氣體，使其速度瞬間變小，在萬有引力作用下下墜.設(shè)噴出氣體的質(zhì)量為m，噴出速度為空間站原來速度的37倍，下墜過程中外力對空間站做功為W.求：（1）空間站做圓周運動時的線速度.（2）空間站落到太平洋表面時的速度.（設(shè)地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R）3.（★★★★★）已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=,其中G、m、R分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已

3、知G=6.67×10-11N·m2/kg2,c=2.9979×108m/s.求下列問題：（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫作黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量m=1.98×1030kg，求它的可能最大半徑；（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27kg/m3，如果認為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？●案例探究［例1］（★★★★）用m表示地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量、h表示衛(wèi)星離地面的高度、M表示地球的質(zhì)量、R0表示地球的半徑、g

4、0表示地球表面處的重力加速度、T0表示地球自轉(zhuǎn)的周期、ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則：（1）地球同步通信衛(wèi)星的環(huán)繞速度v為A.ω0（R0+h）B.C.D.（2）地球同步通信衛(wèi)星所受的地球?qū)λ娜f有引力F的大小為A.mB.mω20（R0+h）C.mD.m（3）地球同步通信衛(wèi)星離地面的高度h為A.因地球同步通信衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)同步，則衛(wèi)星離地面的高度就被確定B.-R0C.-R0D.地球同步通信衛(wèi)星的角速度雖已確定，但衛(wèi)星離地面的高度可以選擇.高度增加，環(huán)繞速度增大，高度降低，環(huán)繞速度減小，仍能同步命題意圖：考查推導(dǎo)能力及綜合分析能力.B級

5、要求.錯解分析：（1）把握不住解題的基本依據(jù)：地球?qū)ζ浔砻嫖矬w的萬有引力約等于物體所受重力，衛(wèi)星圓周運動的向心力由萬有引力提供，使問題難以切入.（2）思維缺乏開放性造成漏解.（3）推理缺乏嚴密性導(dǎo)致錯解.解題方法與技巧：（1）設(shè)地球同步衛(wèi)星離地心的高度為r,則r=R0+h則環(huán)繞速度v=ω0r=ω0（R0+h）.同步衛(wèi)星圓周運動由萬有引力提供向心力：即G得v=又有G=mω02,所以r=則v=ω0r=ω0==故選項A、B、C、D均正確.（2）地球同步衛(wèi)星的重力加速度為g′=（）2·g0，地球?qū)λ娜f有引力大小可認為等于同步衛(wèi)星的重力m

6、g0來提供向心力：即mg0=mω02（R0+h）所以h=-R0F向=mω02（R0+h）=m故選項A、B、C、D均正確.（3）因為h=-R0，式中R0、g0、ω0都是確定的，故h被確定.但ω0=，所以h=-R0故選項A，B，C正確.［例2］（★★★★★）1986年2月20日發(fā)射升空的“和平號”空間站，在服役15年后于2001年3月23日墜落在南太平洋.“和平號”風風雨雨15年鑄就了輝煌業(yè)績，已成為航天史上的永恒篇章.“和平號”空間站總質(zhì)量137t，工作容積超過400m3，是迄今為止人類探索太空規(guī)模最大的航天器，有“人造天宮”之稱.

7、在太空運行的這一“龐然大物”按照地面指令準確墜落在預(yù)定海域，這在人類歷史上還是第一次.“和平號”空間站正常運行時，距離地面的平均高度大約為350km.為保證空間站最終安全墜毀，俄羅斯航天局地面控制中心對空間站的運行做了精心安排和控制.在墜毀前空間站已經(jīng)順利進入指定的低空軌道，此時“和平號”距離地面的高度大約為240km.設(shè)“和平號”沿指定的低空軌道運行時，其軌道高度平均每晝夜降低2.7km.設(shè)“和平號”空間站正常運轉(zhuǎn)時沿高度為350km圓形軌道運行，在墜落前沿高度為240km的指定圓形低空軌道運行，而且沿指定的低空軌道運行時，每運

8、行一周空間站高度變化很小，因此計算時對空間站的每一周的運動都可以作為勻速圓周運動處理.（1）簡要說明，為什么空間站在沿圓軌道正常運行過程中，其運動速率是不變的.（2）空間站沿正常軌道運行時的加速度與沿指定的低空軌道運行時加速度大小的比值多大？計算結(jié)