高中物理（新人教必修二）：第六章 萬有引力與航天專題突破4

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歡迎進(jìn)入物理課堂 人造衛(wèi)星的相關(guān)問題一 人造地球衛(wèi)星的幾個(gè)共性問題 人造衛(wèi)星的軌道衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由地球?qū)λ娜f有引力充當(dāng)向心力 地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力指向地心 而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力時(shí)刻指向圓周運(yùn)動(dòng)的圓心 因此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心必與地心重合 而這樣的軌道有多種 其中比較特殊的有與赤道共面的赤道軌道和通過兩極點(diǎn)上空的極地軌道 當(dāng)然也應(yīng)存在著與赤道平面成某一角度的圓軌道 只要圓心在地心 就可能是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的圓軌道 如圖1所示 圖1 人造衛(wèi)星的超重與失重 1 人造衛(wèi)星在發(fā)射升空時(shí) 有一段加速運(yùn)動(dòng) 在返回地面時(shí) 有一段減速運(yùn)動(dòng) 這兩個(gè)過程加速度方向均向上 因而都是超重狀態(tài) 2 人造衛(wèi)星在沿圓軌道運(yùn)行時(shí) 由于萬有引力提供向心力 所以處于完全失重狀態(tài) 在這種情況下凡是與重力有關(guān)的力學(xué)現(xiàn)象都會停止發(fā)生 因此 在衛(wèi)星上的儀器 凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能使用 同理 與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)也將無法進(jìn)行 典例1 關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重 失重問題 下列說法中正確的是 A 在發(fā)射過程中向上加速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象B 在降落過程中向下減速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象C 進(jìn)入軌道時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 產(chǎn)生失重現(xiàn)象D 失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的 解析當(dāng)向上加速時(shí)超重 向下減速時(shí) a方向向上 也超重 故A B正確 衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 萬有引力完全提供向心力 衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的物體皆處于完全失重狀態(tài) 故C正確 失重的原因是重力 或萬有引力 使物體產(chǎn)生了加速度 故D錯(cuò) 答案ABC 典例2 如圖2所示 航天飛機(jī)在完成對哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后 在A點(diǎn)從圓形軌道 進(jìn)入橢圓軌道 B為軌道 上的一點(diǎn) 關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng) 下列說法中正確的是 A 在軌道 上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B 在軌道 上經(jīng)過A的速度小于在軌道 上經(jīng)過A的速度C 在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道 上運(yùn)動(dòng)的周期D 在軌道 上經(jīng)過A的加速度小于在軌道 上經(jīng)過A的加速度 圖2 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全