2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第四章 专题强化五 天体运动的“四类热点”问题 Word版含解析
2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第四章 专题强化五 天体运动的“四类热点”问题 Word版含解析第2页

(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=-R≈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一致.

自测2 (2018·河南省鹤壁市第二次段考)已知某行星半径为R,以第一宇宙速度围绕该行星运行的卫星的绕行周期为T,围绕该行星运动的同步卫星运行速率为v,则该行星的自转周期为(  )

A. B. C. D.

答案 A

解析 设同步卫星距地面的高度为h,则=m,以第一宇宙速度运行的卫星的轨道半径为R,=m2R,联立解得h=-R,行星的自转周期等于同步卫星运转周期T==,A选项正确,B、C、D选项错误.

三、卫星变轨

1.当卫星的速度突然增大时,G

2.当卫星的速度突然减小时,G>m,即万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变小.当卫星进入新的轨道稳定运行时,由v=可知其运行速度比原轨道运行时的大,但重力势能、机械能均减小.

自测3 (2018·安徽省江南十校冲刺联考)现对于发射地球同步卫星的过程分析,如图1所示,卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,P点是轨道Ⅰ上的近地点,然后在Q点通过改变卫星速度,让