2018-2019学年新设计物理必修二鲁科版讲义:第5章 万有引力定律及其应用 第2~3节 Word版含答案
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3.决定因素:由第一宇宙速度的计算式v=可以看出,第一宇宙速度的值由中心天体决定,第一宇宙速度的大小取决于中心天体的质量M和半径R,与卫星无关。

4.对发射速度和环绕速度的理解

(1)"最小发射速度":向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星困难,因为发射卫星要克服地球对它的引力。近地轨道是人造卫星的最低运行轨道,而近地轨道的发射速度就是第一宇宙速度,所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。

(2)"最大环绕速度":在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中,近地卫星的轨道半径最小,由G=m可得v=,轨道半径越小,线速度越大,所以在这些卫星中,近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕速度。

[精典示例]

[例1] 已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(  )

A.3.5 km/s B.5.0 km/s

C.17.7 km/s D.35.2 km/s

解析 构建公转模型,对卫星由万有引力提供向心力,有G=m,对近地卫星v近地=,同理对航天器有v航=,联立两式有==,而v近地=7.9 km/s,解得v航=3.5 km/s,A项正确。

答案 A

[针对训练1] 已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s,则高度为该天体半径的3倍轨道上宇宙飞船的运行速度为(  )

A.2 km/s B.4 km/s

C.4 km/s D.2 km/s