2027届新高考物理热点精准复习天体运动与人造卫星

2027届新高考物理热点精准复习天体运动与人造卫星考点一天体(卫星)运行参量分析强基础•固本增分1.天体(卫星)运行问题分析将天体或卫星的运动看成

运动,其所需向心力由

提供。

2.物理量随轨道半径变化的规律

公式中r指轨道半径,r越大,v、ω、a越小,T越大(越高越慢)。

匀速圆周

万有引力

Gm0=gR24.人造卫星地球卫星的运行轨道如图所示。卫星运行的轨道平面一定通过地心。(1)赤道轨道:卫星的轨道在赤道平面内,同步卫星中的静止卫星就是其中的一种。(2)极地轨道:卫星的轨道经过南北两极,即在垂直于赤道的平面内,如极地气象卫星。由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖。(3)其他轨道:除以上两种轨道以外的卫星轨道,它们的轨道平面一定通过地心。(4)同步卫星①静止卫星的轨道平面与

共面,且与地球自转的方向相同。

②周期与地球自转周期相等,T=

。

③高度固定不变,h=3.6×107m。④运行速率约为v=3.1km/s。(5)近地卫星:轨道在

附近的卫星,其轨道半径r=R(地球半径),运行速度等于第一宇宙速度v=7.9km/s(人造地球卫星做匀速圆周运动的最大运行速度),T=85min(人造地球卫星的最小周期)。

近地卫星可能是极地卫星,也可能是赤道卫星

赤道平面24h地球表面研考点•精准突破1.万有引力公式中r指轨道半径,是卫星到中心天体球心的距离,R通常指中心天体的半径,有r=R+h。2.同一中心天体,各行星v、ω、a、T等物理量只与r有关;不同中心天体,各行星v、ω、a、T等物理量与中心天体质量m中和r有关。

C

典题2(2025四川卷)某人造地球卫星运行轨道与赤道共面,绕行方向与地球自转方向相同。该卫星持续发射信号,位于赤道的某观测站接收到的信号强度随时间变化的规律如图所示,T为地球自转周期。已知该卫星的运动可视为匀速圆周运动,地球质量为M,引力常量为G。则该卫星轨道半径为(

)

A

考向二同步卫星典题3

我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行,从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动,运动周期与地球自转周期相同,轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星(

)A.运动速度大于第一宇宙速度B.运动速度小于第一宇宙速度C.轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星D.轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星B

考点二宇宙速度强基础•固本增分7.9

最小地球太阳研考点•精准突破宇宙速度与运动轨迹的关系1.v发=7.9km/s时,卫星绕地球表面做匀速圆周运动。2.7.9km/s<v发<11.2km/s时,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。3.11.2km/s≤v发<16.7km/s时,卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆。4.v发≥16.7km/s时,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间。典题4

三个宇宙速度的示意图如图所示,则(

)A.嫦娥一号卫星的无动力发射速度需要大于16.7km/sB.太阳系外飞行器的无动力发射速度只需要大于11.2km/sC.天宫空间站的飞行速度大于7.9km/sD.三个宇宙速度对哈雷彗星(绕太阳运动)不适用D解析

嫦娥一号绕月球运行,但仍没有脱离太阳系,无动力发射速度需要小于16.7

km/s,A错误;太阳系外飞行器的无动力发射速度需要大于16.7

km/s,B错误;天宫空间站绕地球做近似圆周运动,运动速度小于7.9

km/s,C错误;三个宇宙速度对应的中心天体均是地球,不适用于哈雷彗星,D正确。

BD

考点三同步卫星、近地卫星和赤道上的物体比较研考点•精准突破近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较如图所示,a为近地卫星,半径为r1;b为地球同步卫星,半径为r2;c为赤道上随地球自转的物体,半径为r3。比较项近地卫星(r1、ω1、v1、a1)同步卫星(r2、ω2、v2、a2)赤道上随地球自转的物体(r3、ω3、v3、a3)向心力万有引力万有引力万有引力的一个分力轨道半径r2>r3=r1角速度同步卫星的角速度与地球自转角速度相同,故ω2=ω3ω1>ω2=ω3线速度由v=rω得v2>v3v1>v2>v3向心加速度由a=ω2r得a2>a3a1>a2>a3典题6

神舟十八号飞船在酒泉卫星发射中心成功发射,神舟十八号飞船在执行任务时可视为在距地面400km的轨道上做匀速圆周运动;此前在西昌卫星发射中心成功发射了北斗导航卫星G7,G7属于地球静止轨道卫星(高度约为36000km),它将使北斗系统的可靠性进一步提高。以下说法正确的是(

)A.神舟十八号飞船的周期比北斗导航卫星G7的周期小B.神舟十八号飞船的向心加速度比北斗导航卫星G7的小C.神舟十八号飞船和北斗导航卫星G7的运行速度可能大于7.9km/sD.通过地面控制可以将北斗导航卫星G7定点于西昌正上方A

典题7

中国自主研发的“天通一号”系列卫星是地球同步轨道卫星,距地面高度约36000km,已经发射了三颗,分别为01星、02星、03星。已知地球半径约为6400km,地球表面的重力加速度g取9.8m/s2,下列说法正确的是(

)A.“天通一