高中物理 第七周 宇宙航行、经典力学的局限性培优周周练（无答案）新人教版必修2（通用）

1、宇宙航行、经典力学的局限性 知识要点1.天体运动（1）天体运动的研究方法：把天体椭圆轨道近似看成圆轨道。（2）中心天体的质量M,密度的计算 ； （3）天体运动的V、T、a与r的关系（适用于卫星轨道发生变化的情况） 2.宇宙速度第一宇宙速度：V1= 7.9km/s;第二宇宙速度：V2= 11.2km/s;第三宇宙速度：V3= 16.7km/s。3.地球同步卫星特点定周期：T= 24h；定轨道：在赤道平面上运行；定高度：距地面高度h约为3.6104km，h约为地球半径的6倍；定速率：V=3.1km/s；定运行方向：自西向东运行；定点：每颗卫星都在世界卫星组织规定的位置上。4.双星特点两颗恒星均围绕

2、共同的旋转中心做匀速圆周运动；两颗恒星与旋转中心在任意时刻三点共线（两颗恒星角速度相同，周期相同）；两恒星之间万有引力分别提供了两恒星的向心力，是一对作用力和反作用力；两颗恒星间的距离等于双星做圆周运动的轨道半径的和。5. 经典力学的局限性（1） 经典力学只适用于解决低速（相对光速）运动问题，不能用来处理高速运动问题；（2） 经典力学只适用于宏观物体，不适用于微观粒子；（3） 经典力学只是用于弱引力，不适用于强引力。知识检测一.夯实基础QP1231如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3轨道1、2相切于Q点，轨

3、道2、3相切于P点则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法中正确的是( )A卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期B卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率C卫星在轨道2上运行时，经过Q点时的速率大于经过P点时的速率D卫星在轨道2上运行时，经过Q点时加速度大于经过P点的加速度2某天体半径是地球半径的K倍，密度是地球的P倍，则该天体表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（ ）A倍 B 倍 CKP倍 D倍3如图6-7-1所示，“a和b是某天体M的两个卫星，它们绕天体公转的周期为Ta和Tb，某一时刻两卫星呈如图所示位置。且公转方向相同，则下列说法中正确的是 ( )A 经后，两卫星相距最近B

4、经后，两卫星相距最远C经后，两卫星相距最近D经后，两卫星相距最远4同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是( ) 5宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互问的万有引力作用下，绕球心不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是 ( )A双星间的万有引力减小 B双星圆周运动的角速度增大C双星圆周运动的周期增大 D双星圆周运动的半径增大6同步卫星离地球球心的距离为r，运行速率为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球

5、半径为R，则( ).A a1:a2=r:RB a1:a2=R2:r2 C v1:v2=R2:r2D v1:v27.三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知MA=MBMC，则对于三个卫星，正确的是( ) A. 运行线速度关系为 B. 运行周期关系为 TATB=TCC. 向心力大小关系为 FA = FB FCD. 半径与周期关系为8.如图所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若在某个时刻恰好在同一直线上，则当卫星A转过一个周期时，下列关于三颗卫星的说法正确的是（） A. 三颗卫星的位置仍在一条直线上 B. 卫星A的位置超前于B

6、，卫星C的位置滞后于B C. 卫星A的位置滞后于B，卫星C的位置超前于B D. 卫星A的位置滞后于B和C9一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为（ ）10.假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（ ）、地球的向心力变为缩小前的一半、地球的向心力变为缩小前的、地球绕太阳公转周期与缩小前的相同、地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半11.地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可以用下述哪个式子来估算地球的平均

7、密度（ ）A. B. C. D. 12已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。(1)若中心天体的半径为R，则其平均密度=_(2) 已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为 G，如果不考虑地球自转的影响，用以上各量表示地球的平均密度为_13.若取地球的第一宇宙速度为8km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球半径的1.5倍,则这一行星的第一宇宙速度为_14.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得到半径为R、密度为、质量为M且均匀分布的星球的最

8、小自转周期T。下列表达式中正确的是( )A BC D15. 对于人造地球卫星，可以判断（ ）A.根据，环绕速度随R的增大而增大B.根据，当R增大到原来的两倍时，卫星的角速度减小为原来的一半C.根据，当R增大到原来的两倍时，卫星需要的向心力减小为原来的D.根据，当R增大到原来的两倍时，卫星需要的向心力减小为原来的16.同步卫星在赤道上空同步轨道上定位以后，由于受到太阳、月球及其他天体的引力作用影响，会产生漂移运动而偏离原来的位置，当偏离达到一定程度，就要发动卫星上的小发动机进行修正。图中实线A为同步轨道，若B和C为两个已经偏离轨道但仍在赤道平面内运行的同步卫星，要使它们回到正确的同步轨道上来，应

9、 （ ）A开动B的小发动机向前喷气，使B适当减速B开动B的小发动机向后喷气，使B适当加速C开动C的小发动机向前喷气，使C适当减速D开动C的小发动机向后喷气，使C适当加速17.地球同步卫星距地面高度为h，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R,地球自转的角速度为，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是（ ）A. B.C. D.18.如图，a、b、c是在地球大气层外圆轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cDa卫星由于某原因，轨道半径缓慢

10、减小，其线速度将增大bac地球19.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1m2 =32，则可知（ ）Am1、m2做圆周运动的线速度之比为32Bm1、m2做圆周运动的角速度之比为32Cm1做圆周运动的半径为LDm2做圆周运动的半径为L20.宇航员在地球表面以一定的初速度竖直上抛一个小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛

11、同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面的重力加速度g；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1:4，求该星球的质量与地球质量之比m星：m地。21.地球的同步卫星距地面高H约为地球半径R的5倍, 同步卫星正下方的地面上有一静止的物体A,则同步卫星与物体A的向心加速度之比是多少?若给物体A以适当的绕行速度,使A成为近地卫星,则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比是多少?22.地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球半径R=6.4106m，某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星以a=g/2的加速

12、度随火箭上升的过程中，求当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N时，卫星到地球的距离。23.宇宙中有一星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球半径的一半。若从地球上h处水平抛出一物体，射程是30m，设第一宇宙速度约为8km/s，试求：（1）则在该星球上，从同样高度以同样的初速度水平抛出同一物体，射程是多少？（2）至少以多大的速度抛出，物体才不会落回该星球的表面？(提示：此时恰能在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动)。三高考链接4-5-324.(2020 宁夏)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.（万有引力常量为G）25.（广东）宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三