2021高考物理一轮复习专题强化三天体运动中的三种问题学案新人教版

-1-专题强化三专题强化三天体运动中的三种问题天体运动中的三种问题一、近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题1．同步卫星和赤道上物体：角速度相同，同步卫星轨道半径大，则线速度大。2．同步卫星和近地卫星：向心力都是由万有引力提供，是轨道半径不同的两个地球卫星，都满足v＝GMr，因此近地卫星的速度大。3．近地卫星和赤道上物体：做圆周运动的半径相同，由1、2结论可知，近地卫星的线速度最大。4．特别注意：赤道上物体的向心力由万有引力和支持力的合力提供，所以GMmr2＝mv2r不适用。例1(2019·吉林延吉二高模拟)a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1；b处于近地轨道上，运行速度为v1；c是地球同步卫星，离地心距离为r，运行速度为v2，加速度为a2；d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，已知地球的半径为R，则有(C)A．a的向心加速度等于重力加速度gB．d的运动周期有可能是20小时C．a1a2＝RrD．v1v2＝rR[解析]本题考查地球表面的物体与卫星做圆周运动时的区别和联系。同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a＝ω2r知，c的向心加速度大。由GMmr2＝ma可知，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；由开普勒第三定律r3T2＝k，知卫星的半径越大，周期越大，所以d的运行周期大于c的周期24h，故B错误；由a＝ω2r得，a1a2＝Rr，故C正确；由GMmr2＝mv2r得v＝GMr，所以v1v2＝rR，故D错误。方法总结：