高考物理一轮复习讲义专题5.2　人造卫星　宇宙速度 双星模型（2份打包，原卷版+解析版）

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1.物理观念：万有引力、宇宙速度。
（1）通过史实，了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义。认识科学定律对人类探索未知世界的作用。
（2）会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。
2.科学思维：万有引力定律、开普勒定律、双星模型、多星运动模型。
（1）理解开普勒行星运动定律和万有引力定律，并会用来解决相关问题.。
（2）掌握双星、多星系统，会解决相关问题、会分析天体的“追及”问题
3.科学态度与责任：万有引力与卫星发射、变轨、回收。
会处理人造卫星的变轨和对接问题.知道牛顿力学的局限性，体会人类对自然界的探索是不断深入的。
【讲考点题型】
【知识点一】宇宙速度的理解与计算
1．第一宇宙速度的推导
方法一：由Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(veq \\al(2,1),R)得v1＝eq \r(\f(GM,R))＝7.9×103 m/s.
方法二：由mg＝meq \f(veq \\al(2,1),R)得v1＝eq \r(gR)＝7.9×103 m/s.
第一宇宙速度是发射地球人造卫星的最小速度，也是地球人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，Tmin＝2πeq \r(\f(R,g))≈85 min.
【例1】（2020·海南·高考真题）2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A．试验船的运行速度为 SKIPIF 1 < 0
B．地球的第一宇宙速度为 SKIPIF 1 < 0
C．地球的质量为 SKIPIF 1 < 0
D．地球表面的重力加速度为 SKIPIF 1 < 0
【答案】 B
【解析】
A．试验船的运行速度为 SKIPIF 1 < 0 ，故A错误；
B．近地轨道卫星的速度等于第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有
SKIPIF 1 < 0
根据试验船受到的万有引力提供向心力有
SKIPIF 1 < 0
联立两式解得第一宇宙速度
SKIPIF 1 < 0
故B正确；
C．根据试验船受到的万有引力提供向心力有
SKIPIF 1 < 0
解得
SKIPIF 1 < 0
故C错误；
D．地球重力加速度等于近地轨道卫星向心加速度，根据万有引力提供向心力有
SKIPIF 1 < 0
根据试验船受到的万有引力提供向心力有
SKIPIF 1 < 0
联立两式解得重力加速度
SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选B。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。
【变式训练1】（2022·海南·昌江黎族自治县矿区中学模拟预测）2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后“实践二十号”卫星送入预定轨道。该星的发射过程要经过多次变轨方可到达同步轨道，在发射该地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（ ）
A．该卫星的发射速度应大于11.2km/s且小于16.7km/s
B．卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率小
C．卫星在B点通过减速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
D．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1