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I．人造衛(wèi)星做圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的討論 當(dāng)火箭與衛(wèi)星分離時(shí).設(shè)衛(wèi)星的速度為v.衛(wèi)星距離地心為r,并設(shè)此時(shí)速度與萬(wàn)有引力垂直如圖所示.則.若衛(wèi)星以v繞地球做圓周運(yùn)動(dòng).則所需要的向心力為:F向＝ ①當(dāng)F萬(wàn)=F向時(shí).衛(wèi)星將做圓周運(yùn)動(dòng)．若此時(shí)剛好是離地面最近的軌道.則可求出此時(shí)的發(fā)射速度v＝7.9 km/s. ②當(dāng)F萬(wàn)＜F向時(shí).衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng).做橢圓運(yùn)動(dòng).遠(yuǎn)離地球時(shí)引力做負(fù)功.衛(wèi)星動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能．(神州五號(hào)即屬于此種情況) ③當(dāng)F萬(wàn)＞F向時(shí).衛(wèi)星在引力作用下.向地心做橢圓運(yùn)動(dòng).若此時(shí)發(fā)生在最近軌道.則v＜7.9 km/s.衛(wèi)星將墜人大氣層燒毀. 因此:星箭分離時(shí)的速度是決定衛(wèi)星運(yùn)行軌道的主要條件．2.人造衛(wèi)星如何變軌 衛(wèi)星從橢圓軌道變到圓軌道或從圓軌道變到橢圓軌道是衛(wèi)星技術(shù)的一個(gè)重要方面.衛(wèi)星定軌和返回都要用到這個(gè)技術(shù)． 以衛(wèi)星從橢圓遠(yuǎn)點(diǎn)變到圓軌道為例加以分析:如圖所示.在軌道A點(diǎn).萬(wàn)有引力FA＞.要使衛(wèi)星改做圓周運(yùn)動(dòng).必須滿(mǎn)足FA＝和FA⊥v.在遠(yuǎn)點(diǎn)已滿(mǎn)足了FA⊥v的條件.所以只需增大速度.讓速度增大到＝FA.這個(gè)任務(wù)由衛(wèi)星自帶的推進(jìn)器完成． 這說(shuō)明人造衛(wèi)星要從橢圓軌道變到大圓軌道.只要在橢圓軌道的遠(yuǎn)點(diǎn)由推進(jìn)器加速.當(dāng)速度達(dá)到沿圓軌道所需的速度.人造衛(wèi)星就不再沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)到大圓軌道．“神州五號(hào) 就是通過(guò)這種技術(shù)變軌的.地球同步衛(wèi)星也是通過(guò)這種技術(shù)定點(diǎn)于同步軌道上的． 規(guī)律方法1.處理人造天體問(wèn)題的基本思路 由于運(yùn)行中的人造天體.萬(wàn)有引力全部提供人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.因此所有的人造地球衛(wèi)星的軌道圓心都在地心．解關(guān)于人造衛(wèi)星問(wèn)題的基本思路:①視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)處理,②萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,③根據(jù)已知條件選擇向心加速度的表達(dá)式便于計(jì)算,④利用代換式gR2=GM推導(dǎo)化簡(jiǎn)運(yùn)算過(guò)程. 注意:①人造衛(wèi)星的軌道半徑與它的高度不同．②離地面不同高度.重力加速度不同. [例l]設(shè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).衛(wèi)星離地面越高.則衛(wèi)星的( ) A．速度越大 B．角速度越大 C．向心加速度越大,D．周期越長(zhǎng) 解析:(1)v與 r的關(guān)系: G= m,即．所以答案A錯(cuò)誤．(2)ω與r的關(guān)系:G=mω2r ..即．所以答案B錯(cuò)誤．(3)a與r的關(guān)系:G=ma.a=GM/r2.即a∝1/r2.衛(wèi)星繞軌道半徑 r運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的向心加速度與該處的重力加速度g/相等.所以 g/＝a. g/∝1/r2.．所以答案C錯(cuò)誤．(4)T與r的關(guān)系:G=mr .T=2π即T∝．所以答案D正確． 因 GM＝g0R02.所以 T＝2π.當(dāng) r=Ro時(shí).T＝Tmin＝2π 答案:D 說(shuō)明:可以看出.繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的軌道半徑r.線速度大小v和周期T是一一對(duì)應(yīng)的.其中一個(gè)量確定后.另外兩個(gè)量也就唯一確定了.離地面越高的人造衛(wèi)星.線速度越小而周期越大. [例2]設(shè)地球的半徑為R0.質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距地面R0高處做勻速圓周運(yùn)動(dòng).地面的重力加速度為g0.則以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.衛(wèi)星的線速度為, B.衛(wèi)星的角速度為, C.衛(wèi)星的加速度為, D.衛(wèi)星的周期, 解析:在地面:;在高空:, g=¼g0,此重力加速度即為衛(wèi)星的向心加速度故C選項(xiàng)錯(cuò)誤． 衛(wèi)星的線速度故A選項(xiàng)正確． 周期故D選項(xiàng)正確 角速度故B選項(xiàng)正確 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

人造衛(wèi)星繞地球做圓運(yùn)動(dòng)，因大氣阻力作用，它近似做半徑逐漸變化的圓運(yùn)動(dòng)則（　�。�

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自1957年前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天后，迄今人類(lèi)向太空發(fā)射的航天器已經(jīng)超過(guò)4000枚．它們進(jìn)入軌道后，有的因失去時(shí)效而報(bào)廢，有的因出現(xiàn)故障而失靈，但都仍舊在太空漫游，形成了大量的太空垃圾．在太陽(yáng)活動(dòng)期，地球大氣會(huì)受太陽(yáng)風(fēng)的影響而擴(kuò)張，使一些原本在大氣層外繞地球飛行的太空垃圾被大氣包圍，從而開(kāi)始向地面下落．大部分太空垃圾在落地前已經(jīng)燃燒成灰燼，但體積較大的太空垃圾則會(huì)落到地面上，對(duì)人類(lèi)造成危害．太空垃圾下落的原因是（　�。�
A、大氣的擴(kuò)張使垃圾受到的萬(wàn)有引力增大而導(dǎo)致下落B、太空垃圾在燃燒過(guò)程中質(zhì)量不斷減小，根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，向心加速度不斷增大，由此導(dǎo)致下落C、太空垃圾在大氣阻力作用下速度減小，做圓運(yùn)動(dòng)所需的向心力將小于實(shí)際的萬(wàn)有引力，過(guò)大的萬(wàn)有引力將垃圾拉向了地面D、太空垃圾的上表面受到的大氣壓力大于其下表面受到的大氣壓力，這種壓力差將它推向地面

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某星球表面，宇航員做了如下實(shí)驗(yàn)，如圖甲所示，一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成，AD與DCE相切于D點(diǎn)，C為圓軌道的最低點(diǎn)，將一小物塊置于軌道ADC上離地面高為H處由靜止下滑，用力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN，改變H的大小，可測(cè)出相應(yīng)的FN的大小，F(xiàn)N隨H的變化關(guān)系如圖乙折
線PQI所示（PQ與QI兩直線相連接于Q點(diǎn)），QI反向延長(zhǎng)交縱軸于F點(diǎn)（0，11N），求：

（1）軌道的半徑；
（2）物塊與斜面AD間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．
（3）若已知小物塊的質(zhì)量為2.5Kg，星球半徑4000km則在該星球上發(fā)射一顆人造衛(wèi)星的最小速度．

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精英家教網(wǎng)如圖所示，1、3是圓軌道，2是橢圓軌道．關(guān)于人造衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

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“勇氣”號(hào)空間探測(cè)器在著陸前先進(jìn)入預(yù)定軌道環(huán)繞火星做圓軌道運(yùn)動(dòng)．已知火星半徑為R，探測(cè)器在此圓軌道上繞行n圈飛行的時(shí)間為t，火星表面的重力加速度值為g0．
（1）導(dǎo)出探測(cè)器在上述圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)離火星表面高度h的公式（用g0、R、n和t表示）
（2）探測(cè)器在著陸前先要進(jìn)行變軌．若在預(yù)定地點(diǎn)A處啟動(dòng)探測(cè)器上的噴氣推進(jìn)器，使探測(cè)器從圓軌道I進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ（如圖所示），則推進(jìn)器應(yīng)該向前噴氣或向后噴氣．

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