难点卫星运行特点分析及应用

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1、高考资源网（www.ks5u.com），您身边的高考专家难点7卫星运行特点分析及应用卫星运行问题与物理知识（如万有引力定律、匀速圆周运动、牛顿运动定律等）及地理知识有十分密切的相关性，是新高考突出学科内及跨学科间综合创新能力考查的命题热点，也是考生备考应试的难点.●难点展台1.（★★★★）用m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离地面的高度，R0表示地球的半径，g0表示地球表面处的重力加速度，ω0表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受地球对它的万有引力的大小A.等于0B.等于m2C.等于m2D.以上结果都不对2.（★★★★★）俄罗斯“和平号”空

2、间站在人类航天史上写下了辉煌的篇章，因不能保障其继续运行，3月23日坠入太平洋.设空间站的总质量为m，在离地面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动.坠落时地面指挥系统使空间站在极短时间内向前喷出部分高速气体，使其速度瞬间变小，在万有引力作用下下坠.设喷出气体的质量为m，喷出速度为空间站原来速度的37倍，下坠过程中外力对空间站做功为W.求：（1）空间站做圆周运动时的线速度.（2）空间站落到太平洋表面时的速度.（设地球表面的重力加速度为g，地球半径为R）3.（★★★★★）已知物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=,其中G、m、R分别是引力常量、地球

3、的质量和半径.已知G=6.67×10-11N·m2/kg2,c=2.9979×108m/s.求下列问题：（1）逃逸速度大于真空中光速的天体叫作黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量m=1.98×1030kg，求它的可能最大半径；（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为10-27kg/m3，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？10欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com高考资源网（www.ks5u.com），您身边的高考专家●案例探究［例

4、1］（★★★★）用m表示地球同步通信卫星的质量、h表示卫星离地面的高度、M表示地球的质量、R0表示地球的半径、g0表示地球表面处的重力加速度、T0表示地球自转的周期、ω0表示地球自转的角速度，则：（1）地球同步通信卫星的环绕速度v为A.ω0（R0+h）B.C.D.（2）地球同步通信卫星所受的地球对它的万有引力F的大小为A.mB.mω20（R0+h）C.mD.m（3）地球同步通信卫星离地面的高度h为A.因地球同步通信卫星和地球自转同步，则卫星离地面的高度就被确定B.-R0C.-R0D.地球同步通信卫星的角速度虽已确定，但卫星离地面的高度可以选择.高度增

5、加，环绕速度增大，高度降低，环绕速度减小，仍能同步命题意图：考查推导能力及综合分析能力.B级要求.错解分析：（1）把握不住解题的基本依据：地球对其表面物体的万有引力约等于物体所受重力，卫星圆周运动的向心力由万有引力提供，使问题难以切入.（2）思维缺乏开放性造成漏解.（3）推理缺乏严密性导致错解.10欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com高考资源网（www.ks5u.com），您身边的高考专家解题方法与技巧：（1）设地球同步卫星离地心的高度为r,则r=R0+h则环绕速度v=ω0r=ω0（R0+h）.同步卫星圆周运动由万有引力提供向心力

6、：即G得v=又有G=mω02,所以r=则v=ω0r=ω0==故选项A、B、C、D均正确.（2）地球同步卫星的重力加速度为g′=（）2·g0，地球对它的万有引力大小可认为等于同步卫星的重力mg0来提供向心力：即mg0=mω02（R0+h）所以h=-R0F向=mω02（R0+h）=m故选项A、B、C、D均正确.（3）因为h=-R0，式中R0、g0、ω0都是确定的，故h被确定.但ω0=，所以h=-R0故选项A，B，C正确.［例2］（★★★★★）1986年2月20日发射升空的“和平号”空间站，在服役15年后于2001年3月23日坠落在南太平洋.“和平号”风风

7、雨雨15年铸就了辉煌业绩，已成为航天史上的永恒篇章.“和平号”空间站总质量137t，工作容积超过400m3，是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器，有“人造天宫”之称.在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确坠落在预定海域，这在人类历史上还是第一次.“和平号”10欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。www.ks5u.com高考资源网（www.ks5u.com），您身边的高考专家空间站正常运行时，距离地面的平均高度大约为350km.为保证空间站最终安全坠毁，俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制.在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨

8、道，此时“和平号”距离地面的高度大约为240km.设“和平号”沿指定的低空轨道运行时，其轨道高度平均每昼夜降