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全国用2018版高考物理大一轮复习第四章曲线运万有引力与航天专题强化五地球同步卫星双星或多星模型.doc 14页
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全国用2018版高考物理大一轮复习第四章曲线运万有引力与航天专题强化五地球同步卫星双星或多星模型
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专题强化五　地球同步卫星　双星或多星模型
专题解读 1.本专题是万有引力定律在天体运行中的特殊运用，同步卫星是与地球(中心)相对静止的卫星；而双星或多星模型有可能没有中心天体，近年来常以选择题形式在高考题中出现．
2．学好本专题有助于学生加深万有引力定律的灵活应用，加深力和运动关系的理解．
3．需要用到的知识：牛顿第二定律、万有引力定律、圆周运动规律等．
命题点一　地球同步卫星
1．定义：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星．
2．“七个一定”的特点：
(1)轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面．
(2)周期一定：与地球自转周期相同，即T＝24 h.
(3)角速度一定：与地球自转的角速度相同．
(4)高度一定：由G＝m(R＋h)得地球同步卫星离地面的高度h＝3.6×107 m.
(5)速率一定：v＝ ＝3.1×103 m/s.
(6)向心加速度一定：由G＝ma得a＝＝gh＝0.23 m/s2，即同步卫星的向心加速度等于轨道处的重力加速度．
(7)绕行方向一定：运行方向与地球自转方向相同．
例1　(2016·全国Ⅰ卷·17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯．目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍．假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为(　　)
解析　地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由开普勒第三定律＝k可知卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出它们间的位置关系如图所示．
卫星的轨道半径为r＝＝2R
解得T2≈4 h.
解决同步卫星问题的“四点”注意
1．基本关系：要抓住：G＝ma＝m＝mrω2＝mr.
2．重要手段：构建物理模型，绘制草图辅助分析．
3．物理规律：
(1)不快不慢：具有特定的运行线速度、角速度和周期．
(2)不高不低：具有特定的位置高度和轨道半径．
(3)不偏不倚：同步卫星的运行轨道平面必须处于地球赤道平面上，只能静止在赤道上方的特定的点上．
4．重要条件：
(1)地球的公转周期为1年，其自转周期为1天(24小时)，地球的表面半径约为6.4×103 km，表面重力加速度g约为9.8 m/s2.
(2)月球的公转周期约27.3天，在一般估算中常取27天．
(3)人造地球卫星的运行半径最小为r＝6.4×103 km，运行周期最小为T＝84.8 min，运行速度最大为v＝7.9 km/s.
1．(2016·四川理综·3)国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”．如图1所示，日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　)
A．a2＞a1＞a3
B．a3＞a2＞a1
C．a3＞a1＞a2
D．a1＞a2＞a3
解析　由于东方红二号卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，根据a＝ω2r，r2>r3，则a2>a3；由万有引力定律和牛顿第二定律得，G＝ma，由题目中数据可以得出，r1<r2，则a2a2>a3，选项D正确．
2．(2014·天津·3)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(　　)
A．距地面的高度变大
B．向心加速度变大
C．线速度变大
D．角速度变大
解析　地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由＝m(R＋h)，得h＝ －R，T变大，h变大，A正确．
由＝ma，得a＝，r增大，a减小，B错误．
由＝，得v＝ ，r增大，v减小，C错误．
由ω＝可知，角速度减小，D错误．
3．(多选)地球同步卫星离地心的距离为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，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是(　　)
解析　设地球的质量为M，同步卫星的质量为m1，在地球表面绕地球做匀速圆周运动的物体的质量为m2，根据向心加速度和角速度的关系有a1＝ω12r，a2＝ω22R，又ω1＝ω2，故
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问题描述：
物理怎么计算地球自转周期?怎么算来算去都是近地卫星周期1.4啊,?
问题解答：
地球的自转周期是这么算的设地球赤道表面的一个物体质量为m,赤道处重力加速度为g,地球半径为R,地球质量为M,万有引力常量G.那么对赤道的这个物体有 F万-FN=F向.又我们通常所说的重力和地面的支持力是相等的所以 F向=F万-FN=F万-mg也就是有 mR(2*3.14)^2/T^2 = GMm/R^2 - mg解出周期 T^2=(2*3.14)^2R/(GM/R^2-g)T = 根号下 ((2*3.14)^2R/(GM/R^2-g))
我来回答：
剩余:2000字
地球赤道上,万有引力提供2个效果：重力和向心力.你所说,向心力等于万有引力,那就是“失重”,是地球卫星轨道.
GMm/R^2=mg=m*R*(2Pi/T)^2T=根号（4Pi^2R^3)/(GM)Pi即圆周率
既然没人回答,那么哥哥来教你!如图所示&&&我们要求北纬30°的线速度,那么我们可以先求出地球的自转角速度ω,然后线速度v=ωr（这里的r不是地球半径,是北纬30°的半径）&&&地球自转角速度ω=2π/T&&&（地球自转周期是24
首先月球本来就是自西向东转动的,不用如果,跟地球的自转方向是一致的.但是月球也是东起西落的,所以只能说月亮公转的角速度比地球的要小.月球的自转周期和公转周期完全一样,所以从另一个角度,无论地球自转与否,月亮总是用它的一面朝向地球,地球人不看则以,看到的就是月亮的一面.
一、赤道线速度1670是约数二、V=WR一般要根据这个来计算V 线速度；W=15 角速度 R为所在地纬度圈的半径
地球自转一周需要1天的时间所以速度为 赤道周长/1天的时间
设地球质量M,一物体质量为m则根据万有引力定律,该物体有mg=G*M*m/（R*R）解得所求M=g*R*R/G
第一个问题是关于相对静止的问题速度相同的时候就是相对静止,这样就像在一个静止的平面上可以任意降落了第二个问题是关于地球引力的问题地球的引力相当强大,飞机飞的时候也是受到地球引力的牵制,在地球引力上工作的物体,其自传引起的偏向力可以忽略不计.
mrω^2=mgrω^2=gω=根号g/r地球自转一周的时间T=360/ω 秒 =360/3600ω小时具体你自己算算,呵呵
因为：1）,越是遥远的行星,对地球而言,一恒星日位移产生的角度变化越接近于零.2）,越是遥远的行星,自身的公转速度越慢,对一恒星日的精度影响越小.3）由于越是遥远,相对行星体积而言,越是接近一个质点的要求.4）行星不发光,不会对观察、测量产生干扰.所以要选定距离地球遥远的同一行星为参考点.
会变短.目前公转与自转同向,如果自转改为反向且转速不变的话,每年会比现在增加两个昼夜,所以每个昼夜会变短.
看地球自转 ：离开地球看其他行星,恒星自转 ：选择一个有效的天文望远镜,至少要看到它们的圆面,配上赤道仪,每天固定时间曝光.持续一段时间后,如果拍摄的圆面图案呈现规则变化,则自转.看星云,星系 ：目前还不能直接观测自转.哦,的确,我疏忽了夜空中眨眼的是恒星,不眨眼的是行星对于恒星公转可以不考虑,可以考虑“圆面图案呈现规
D...提示,地球自转的角速度大于月球公转 速度=角速度*半径公转轨道只与速度有关,所以苹果速度显然大于月球绕地速度,排除A,B.其实要是准确的话你应该比较一下你算出来的苹果速度与第三宇宙速度,还有第二宇宙速度,但是既然你没有给,所以我只好猜测是D了,不过我还是很相信自己的判断的,毕竟第三宇宙速度在我的印象中不大
两极点为零,其他各处都为15°每小时.南北极点是这样确定的：地轴（实际并不存在这样一个轴状实体）与地球表面的两个交点,地轴指向北极星的那个交点为北极点,另一端为南极点.而地球自转定义为地球围绕地轴自西向东转动的运动,所以地轴与地球表面的交点,也即南北极点是没有转动的,所以角速度为零.而其他各点绕地轴做圆周运动,角速度就
(1)地球上近地卫星周期为T&#8321;,某行星上为T&#8322;因为是近地卫星,轨道半径看成行星半径T=2π√(R&#179;/GM)故T&#8321;/T&#8322;=√[(R&#179;m)/(r&#179;M)]其中R为地球半径,r为某行星半径,M为地球质量,m为某行星质量又R/r=2 m/M=9故T&#
是月球引力
问题补充：某卫星绕某行星作匀速圆周运动,已知卫星运动轨道半径为r,周期2为万有引力部分,这是万有引力的两种应用!我来回答一下吧.（1）、求M是
纬度越低，自转速度越大，发射需要达到第一宇宙速度所需的能量越少，越利于发射．根据题意．故选：D．
D,西昌在四川省,太原在山西,酒泉在甘肃.文昌的纬度最低.线速度最大,因此能获得更大的初速度.
也许感兴趣的知识介绍/近地卫星
　　通常把高度在500千米以下的航天器轨道称为低轨道，500千米~2000千米高的轨道称为中轨道。中、低轨道合称为近地轨道（又称顺行轨道）。它的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。我国地处北半球，要把航天器送上这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，节约火箭能量。地球自转速度可通过赤道自转速度、发射方位角和发射点地理纬度计算出来。这就是为什么大多数火箭总是朝着正东方向发射的缘故
　　在高中物理中同步卫星，近地卫星容易混淆，但是始终抓住下面这两点便不会错
　　近地卫星：转动半径＝地径
　　同步卫星:转动角速度＝
　　近地卫星是指轨道在地球表面附近的卫星，计算道半径可近似取地球半径（这一点很重要）
　　同步卫星是指运动周期与地球自转周期相等的卫星，故称为与地球自转同步，叫同步卫星；由于周期相等的原因，卫星总在赤道上空、相对地面静止
数据特点/近地卫星
　　①轨道半径r≈R（R为地球的半径）；运行速度v=√（GM）∕R=√gR=7.9km∕s，是所有卫星的最大绕行速度；
　　②运行的周期为T=85min，是所有卫星最小周期；
　　③向心加速度a=g=9.8m∕（s^2），是所有卫星的最大加速度。
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研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（　　）A．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行...
研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（　　）A．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大B．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小C．同步卫星的运行速度比现在小D．同步卫星的向心加速度与现在相同
&#xe6b9;答题抽奖
首次认真答题后
即可获得3次抽奖机会，100%中奖。
血刺峰子镏頁
血刺峰子镏頁
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擅长：暂未定制
A、近地卫星由万有引力提供圆周运动向心力，据2＝mv2R知，近地卫星的运行速度，地球的质量和半径都不变，故运行速度大小不变，所以A错误；B、近地卫星向心力由万有引力提供据2＝ma知，卫星的向心加速度2，地球质量和半径都不变，帮向心加速度保持不变，所以B错误；C、万有引力提供圆周运动向心力有2＝mv2r＝mr4π2T2，周期T=2r3GM，由于地球自转周期变慢，故同步卫星的轨道高度r变大，又据知，轨道半径r变大，卫星的线速度变小，所以C正确．D、据C分析知，同步卫星的r变大，据向心加速度2知，向心加速度减小，故D错误．故选：C．
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