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高二物理关于航空航天的知识点航空航天，作为现代科技领域的重要分支之一，涵盖了众多的物理原理和应用。
本文将介绍一些高二物理关于航空航天的知识点，为读者深入了解这一领域提供基础。
一、空气动力学在航空航天领域，空气动力学起着至关重要的作用。
它研究了物体在空气中运动时所受到的力和力的作用效果。
其中，常见的力有升力、阻力、推力和重力。
升力是指当物体在空气中运动时所受到的垂直向上的力，而阻力则是物体在空气中运动时所受到的与运动方向相反的力。
推力则是指用于推动物体运动的力，而重力是物体受到地球引力的力。
这些力之间的平衡与变化关系决定了航空器在空中的动力学特性。
二、航空器的升力产生航空器的升力产生基于伯努利定律。
根据伯努利定律，当流体的速度增加时，压强就会降低。
当空气快速流过翼型的上表面时，对应的流速就相对较大，而在下表面则较慢，这导致了上表面的气压降低，下表面的气压升高。
这个压差产生的力就是升力，使得航空器能够在空中飞行。
三、火箭推进原理火箭是航空航天领域中最重要的交通工具之一。
它的推进原理基于牛顿第三定律，即作用力与反作用力相等且方向相反。
火箭通过燃烧燃料产生的高温高压气体喷出，并产生一个巨大的反作用力，从而推动火箭向前飞行。
火箭燃料的选择和燃烧效率将直接影响到火箭的推进性能。
四、行星和人造卫星运动行星和人造卫星的运动是航空航天中的重要内容之一。
根据开普勒定律，行星和人造卫星围绕星体运动的轨道是椭圆形的，其中星体位于椭圆的一个焦点上。
行星和人造卫星的运动速度不断变化，它们在离星体较远的位置速度较慢，在接近星体的位置速度较快。
这种不断变化的速度使得行星和人造卫星能够保持在固定的轨道上运行。
五、航空航天的安全问题航空航天领域的安全问题备受关注。
为了保证载人航天任务的安全，必须考虑到空间环境对人体的影响，如重力、辐射等，以及航天器的结构强度和热耐受性等因素。
此外，航空器的设计和制造过程中还需考虑到材料的特性和可靠性，以及各种风险因素的评估和预防措施。
太阳系（Solar System）：太阳系是指太阳及其八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）以及它们的卫星和其他天体组成的系统。
恒星（Star）：恒星是一种具有自身引力并在核反应中产生能量的天体，如太阳就是一个恒星。
行星（Planet）：行星是指太阳系中绕着太阳旋转的天体，具有自身引力并形成了球形，其数量为八个。
人造卫星（Artificial Satellite）：人造卫星是指由人类制造并发射到太空中的人造物体，通常用于进行科学研究或通讯、导航等用途。
陨石（Meteorite）：陨石是指从天空落下的石头或金属物体，是宇宙中的物质在地球上的残留物。
太空探索（Space Exploration）：太空探索是指人类对太空的探索和研究，包括载人和无人探测任务，以及太空技术的发展和应用。
火箭（Rocket）：火箭是一种发射人造卫星或载人航天器的运载工具，利用推进剂的喷射反作用力进行推进。
载人航天（Manned Spaceflight）：载人航天是指将人类送入太空进行科学研究和探索的活动，是太空探索的重要部分。
无人航天（Unmanned Spaceflight）：无人航天是指利用自动化技术和远程控制手段进行的太空探测活动，无需载人进入太空。
重力（Gravity）：重力是指物体之间由于引力而产生的相互作用力，是影响宇宙中物体运动的重要因素。
星际空间（Interstellar Space）：星际空间是指星际间的太空区域，也是人类探索宇宙的目标之一。
黑洞（Black Hole）：黑洞是一种质量极大的天体，其引力极强，能够吞噬周围的物质，使其永久性地消失在宇宙中。
行星环（Planetary Ring）：行星环是指绕着行星旋转的环状物质云，是行星系统中的一种美丽景观。
太阳系（Solar System）：太阳系是指太阳及其八大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）以及它们的卫星和其他天体组成的系统。
行星的卫星和环系统在宇宙中，行星是我们周围的重要天体。
它们吸引我们的关注，不仅因为它们自身的特点，还因为它们周围的卫星和环系统。
行星的卫星是围绕行星运行的天体，而行星的环则是行星周围的环状结构。
本文将介绍行星的卫星和环系统，并探讨它们的形成和重要性。
一、行星的卫星卫星是围绕行星运行的天体。
它们既可以是自然形成的天体，也可以是人为制造的人造卫星。
卫星的数量和特性因行星而异。
例如，木星是行星中最富有卫星的一个，它拥有至少79颗已知的卫星。
而水星和金星则没有已知的卫星。
卫星的形成有不同的理论。
一种常见的理论是原始行星碎片产生卫星。
根据这一理论，当行星形成时，其周围可能有大量的岩石和冰块，这些物质逐渐聚集在一起形成了行星的卫星。
另一种理论是捕获理论，即行星通过引力捕获经过附近的天体，从而形成了卫星。
卫星对行星具有重要的影响。
首先，卫星可以对行星的自转速度产生影响。
当一个行星拥有多个大型卫星时，它们的引力会对行星产生牵引，从而减慢行星的自转速度。
例如，地球的月亮就对地球的自转速度产生了明显的影响。
其次，卫星为行星提供了有关行星形成历史的重要信息。
通过研究行星的卫星，科学家们可以推断出行星形成的时期和过程。
例如，土卫二上发现的冰封的喷泉表明这颗卫星内部可能存在液态水，这意味着它的形成早在数十亿年前，当时太阳系还年轻。
二、行星的环行星的环是围绕行星的环状结构。
这些环由大量碎片组成，这些碎片可以是冰块、岩石或小行星。
目前，已知太阳系中有四颗行星拥有环，它们分别是土星、木星、天王星和海王星。
行星环的形成也有不同的理论。
最流行的理论是原始环理论，即行星形成时，周围的碎片逐渐聚集在一起形成了环。
另一种理论是碰撞理论，即行星与其他天体碰撞后，碎片形成了环。
对于每个行星环的形成机制，科学家们仍在进行研究。
行星环是行星的重要特征，对我们的理解太阳系的演化过程起到了重要的作用。
通过研究行星环，科学家们可以研究行星的形成和进化过程。
行星卫星知识点总结一、行星卫星的定义行星卫星是围绕行星运转的天体，它们主要受行星的引力束缚，且不具有光谱特征。
根据卫星的性质，可以将卫星分为几个类别：1. 天然卫星：天然卫星是自然形成的天体，通过行星的引力束缚，围绕行星运转。
地球的月亮就是一个典型的天然卫星。
2. 人造卫星：人造卫星是人类制造并发射到太空的卫星，它们用于通讯、气象、地球观测等用途。
人造卫星并不符合行星卫星的自然形成特征，但它们在太空科学研究中占有重要地位。
二、行星卫星的分类根据卫星围绕行星的运动方向和速度，可以将行星卫星分为以下几种类型：1. 同步卫星：围绕行星运转周期和行星自转周期相等的卫星，也称为同步轨道卫星。
例如，木卫一和土星的土卫二就是同步卫星。
2. 快速卫星：围绕行星运转周期短于行星自转周期的卫星，也称为快速内卫星。
例如，火星的双子卫星就属于这一类别。
3. 慢速卫星：围绕行星运转周期长于行星自转周期的卫星，也称为慢速外卫星。
例如，土星的泰坦卫星就属于这一类别。
三、不同行星的卫星特点太阳系中的行星拥有不同数量和特点的卫星。
下面我们来看一下不同行星的卫星情况：1. 水星和金星：水星和金星是内行星，它们没有天然卫星。
2. 地球：地球拥有一颗天然卫星——月球，它围绕地球运转周期为约27.3天。
3. 火星：火星拥有两颗小型卫星——快速内卫星，它们分别被称为火卫一和火卫二。
4. 木星：木星是太阳系中最大的行星，它拥有超过70颗天然卫星。
其中，最著名的是伽利略卫星，它们是由伽利略在17世纪发现的，并且对木星的环境和磁场有着重要的科学意义。
5. 土星：土星是太阳系中最美丽的行星之一，它拥有超过80颗天然卫星，其中包括一些壮丽的环卫星，如土卫一和土卫二。
6. 天王星和海王星：天王星和海王星都是外行星，它们分别拥有27颗和14颗天然卫星。
7. 矮行星：矮行星是太阳系中的一类小型行星，它们通常位于柯伊伯带或者主带附近，例如冥王星、塞雷斯和哈睡星等。
太阳系的行星与卫星太阳系是位于银河系内的一个星系，它由恒星太阳、行星、卫星、小行星、彗星和星际尘埃等组成。
在整个太阳系中，行星和卫星是其中最为重要的成员之一。
本文将详细介绍太阳系中的行星和卫星的特点及它们在宇宙中的重要性。
一、行星的分类和特点1. 内行星内行星是距离太阳较近的行星，包括水金火木四颗行星，即水星、金星、地球和火星。
这些行星主要由岩石和金属构成，它们没有明显的大气层，表面也相对较为干燥。
其中，地球是唯一已知存在生命的行星，具有丰富的水资源和适宜的温度。
2. 外行星外行星距离太阳较远，包括木土天海四颗行星，即木星、土星、天王星和海王星。
这些行星主要由气体和冰构成，它们拥有较大的体积和厚重的大气层。
其中，木星是太阳系中最大的行星，其大气层内存在着一个巨大的风暴区域，即众所周知的“大红斑”，也有许多卫星围绕其运行。
二、行星的重要性1. 保护地球生命地球是人类繁衍生息的家园，行星的引力和轨道稳定性在一定程度上保护了地球免受外来天体的撞击。
例如，木星作为太阳系中最大的行星，具有较强的引力吸附力，它吸引和吸收了许多小行星和彗星，从而减少了这些天体对地球的撞击风险。
2. 探索外太空行星也为人类探索外太空提供了基础。
例如，火星是人类未来可能的殖民地，科学家通过对火星的研究，可以了解和探索人类在其他星球上的生存条件和资源利用方式。
此外，外行星也为人类寻找其他生命体存在的线索提供了可能。
三、卫星的分类和特点1. 天然卫星天然卫星是围绕行星或其他天体运行的天体，它们是太阳系中最常见的卫星形式。
例如，地球拥有一个天然卫星，即月球；土星拥有众多的卫星，其中最著名的是土卫六，也被称为“天王星的奇迹”。
2. 人造卫星人造卫星是由人类制造和发射到太空中的人工卫星。
人造卫星的用途多种多样，包括通信、导航、气象预报、科学研究等。
人造卫星的发展使得人类能够更好地了解地球和宇宙，提供了便捷的通信和导航服务，推动了科学技术的进步。
什么是人造卫星
卫星指宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体。
它们环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。
比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。
由上推理，人造卫星就是“人工制造的卫星”。
它是由科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便用它来进行探测或科学研究。
它围绕哪一颗行星运转我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如人造地球卫星，它通常被用来观测，以及生活通讯等方面。
由于地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。
而且，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。
牛顿就曾这样设想过，如果从高山上抛出物体时用不同的水平速度，那么它的落地点也是远近不同。
我们在生活中也会遇到这样的问题，假若你想把一个东西抛得更远，那么你就必须使出很大的力气，其实也就是使它的初速度很大。
所以如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，人造卫星就是利用这个原理，在发射后它将围绕地球旋转，叫作人造地球卫星。
人造卫星是发射数量最多的航天器，因为它的用途很广泛，所以发展的很迅速。
自从1957年10月4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星之后，各国也相继发射了人造卫星。
中国于1970年4月24日发射了“东方红1号”人造卫星，截至1992年底中国共成功发射33
颗不同类型的人造卫星。
天体系统的组成天体系统是由天体组成的一个系统，包括恒星、行星、卫星、星云等。
这些天体在宇宙中按照一定的规律排列和运动，形成了宇宙的组织结构。
恒星是天体系统中最为重要的组成部分。
恒星是由巨大的氢气云坍缩形成的，通过核聚变反应释放出巨大的能量，包括光和热。
恒星的数量众多，它们在宇宙中分布广泛，形成了星系。
星系是由恒星、行星、卫星等天体组成的巨大天体系统。
星系通常由数十亿甚至上百亿颗恒星组成，它们以旋转的方式围绕着共同的中心运动。
根据形状和结构的不同，星系可以分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。
行星是天体系统中的另一个重要组成部分。
行星是绕恒星运行的天体，它们具有一定的质量和体积，并且呈现出球形或近似球形的形状。
行星的数量较少，通常围绕着恒星运行，并受到恒星引力的影响。
卫星是绕行星运行的天体，也是天体系统中的一部分。
卫星可以是行星的自然卫星，也可以是人造卫星。
自然卫星是行星围绕恒星运行时形成的，例如地球的月亮。
人造卫星是人类制造并发射到宇宙中的，用于进行科学研究、通信和导航等。
星云是天体系统中的另一个重要组成部分。
星云是由气体、尘埃和恒星碎片等组成的巨大云状物体。
星云通常形成于恒星爆炸或恒星形成的过程中，它们在宇宙中漂浮并逐渐聚集形成恒星。
还有一些其他的天体组成了天体系统，例如彗星、流星和星际尘埃等。
彗星是由冰和岩石组成的天体，它们围绕着恒星运行并呈现出明亮的彗尾。
流星是从宇宙中飞速掠过地球大气层的小天体，它们在进入大气层后燃烧产生明亮的光芒。
星际尘埃是散布在宇宙中的微小尘埃颗粒，它们对光的传播和星系的形成起着重要的作用。
天体系统是由恒星、行星、卫星、星云等组成的一个巨大天体系统。
这些天体按照一定的规律排列和运动，形成了宇宙的组织结构。
通过研究和了解天体系统的组成，我们可以更好地理解宇宙的起源、演化和未来发展。
太阳系中的行星与卫星太阳系是我们所在的家园，它由太阳和围绕它运行的一系列行星、卫星、小行星和彗星组成。
在我们的太阳系中，行星和卫星是其中最引人注目的成员之一。
它们以各自的特点和独特之处，为我们揭示了宇宙的奥秘和多样性。
一、行星行星是太阳系中主要的天体成员之一，它们以围绕太阳运行且自身没有发光的特点而被定义。
根据其运行轨道的位置和特征，行星可以分成内行星和外行星两类。
1. 内行星内行星是太阳系中靠近太阳的行星，它们包括水金火土（水星、金星、火星和地球）。
这些行星离太阳较近，因此它们的轨道较小，运转速度也相对较快。
此外，这些行星还有一些共同的特征，比如密度较大、地壳较薄、表面温度较高等。
- 水星水星是太阳系中最靠近太阳的行星，它是一个偏离轨道近似椭圆形的行星，被称为“追日者”。
水星表面充满了撞击坑和陨石坑，因为它几乎没有大气层来阻挡陨石的撞击。
它与太阳的距离很近，因此表面温度极高，白天超过400摄氏度，夜晚则骤降至零下170摄氏度左右。
- 金星金星是太阳系中第二颗离太阳最近的行星，它与地球非常相似，被昵称为“姊妹行星”。
金星的表面温度极高，达到了摄氏470度，主要原因是其极厚的二氧化碳大气层形成了一种温室效应。
除了高温外，金星的大气层中还存在着硫酸云层，使得金星呈现出浓厚的大气污染。
- 火星火星是太阳系中第四颗行星，也被称为“红色星球”，因为它的表面呈现出红色。
火星上有许多与地球类似的地貌特征，包括火山口、峡谷和河床等。
科学家们一直对火星上是否存在生命展开着激烈的讨论和研究。
- 地球地球是太阳系中唯一有生命存在的行星，它是我们人类的家园。
地球拥有丰富的自然资源和多样的生物种类，它的表面被海洋和陆地所覆盖，拥有适宜人类生存的气候条件。
2. 外行星外行星是太阳系中离太阳较远的行星，包括木火土天（木星、土星、天王星和海王星）。
它们的轨道比较大，运转速度相对较慢，同时它们还具有一些独特的特征。
- 木星木星是太阳系中最大的行星，体积约为其它行星总和的2.5倍。
【人造卫星的简介】卫星，是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体。
环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。
比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。
“人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。
科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究。
围绕哪一颗行星运转的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。
【人造卫星种类】人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。
①科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气，地球辐射带，地球磁层，宇宙线，太阳辐射等，并可以观测其他星体。
②技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。
航天技术中有很多新原理，新材料，新仪器，其能否使用，必须在天上进行试验；一种新卫星的性能如何，也只有把它发射到天上去实际“锻炼”，试验成功后才能应用；人上天之前必须先进行动物试验……这些都是技术试验卫星的使命。
③应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星，气象卫星，侦察卫星，导航卫星，测地卫星，地球资源卫星，截击卫星等等。
第一颗人造地球卫星1957年10月4日，苏联发射了第一颗人造地球卫星。
这一事件具有划时代的意义，它宣告人类已经进入空间时代。
人造卫星的优点在于能同时处理大量的资料及能传送到世界任何角落，使用三颗卫星即能涵盖全球各地，依使用目的，人造卫星大致可分为下列几类：科学卫星：送入太空轨道，进行大气物理、天文物理、地球物理等实验或测试的卫星，如中华卫星一号、哈伯等。
通信卫星：做为电讯中继站的卫星，如：亚卫一号。
军事卫星：做为军事照相、侦察之用的卫星。
气象卫星：摄取云层图和有关气象资料的卫星。
资源卫星：摄取地表或深层组成之图像，做为地球资源探勘之用的卫星。
星际卫星：可航行至其它行星进行探测照相之卫星，一般称之为「行星探测器」，如先锋号、火星号、探路者号等。
科学解读太阳系的奥秘：探索行星、卫星和彗星的独特特征和形成过程1. 引言1.1 概述太阳系作为我们所在的行星系统，一直以来都是科学家们关注和研究的热点之一。
太阳系包括了八大行星、数百颗卫星以及无数的彗星和小行星。
它们各自具有独特的特征和形成过程。
通过对太阳系中的这些天体进行深入解析与探究，不仅可以帮助我们更好地理解地球的起源和演化，也可以拓展我们对宇宙的认知。
1.2 文章结构本文将从三个方面分别探索太阳系中行星、卫星和彗星的独特特征和形成过程。
首先，我们将阐述行星的定义和分类，并细致描述各大行星的特征以及它们构成成分之间的关系。
接着，我们将深入探讨这些行星是如何形成并经历演化历史的过程。
然后，我们将转向太阳系中众多卫星，介绍不同种类及其分布，并讨论卫星表面特征、运动规律以及与母行星之间互动产生的影响与演化关系。
最后，我们将着重研究彗星的起源和分类，并对彗星的特征及其运动轨迹进行详细阐述。
同时，我们也会探讨彗星与其他太阳系天体之间的关联性以及对太阳系研究的价值。
1.3 目的本文旨在通过科学解读太阳系的奥秘，帮助读者了解行星、卫星和彗星在太阳系中所扮演的重要角色，以及它们各自具有的独特特征和形成过程。
通过深入剖析这些天体，我们可以加深对宇宙及地球起源和发展规律的认识，并为未来太阳系研究提供更多可能性。
最终，我们也希望能够呼吁更多科学家投身于太阳系研究，共同揭示更多关于宇宙奥秘的真相。
2. 探索行星2.1 行星的定义和分类在太阳系中，行星是绕着太阳公转的天体，它们自身没有发光能力并且具有较大的质量。
根据国际天文学联合会（IAU）的定义，行星应当满足以下条件：1) 它们在内部是由足够质量组成的；2) 它们的形状足够接近于球形；3) 它们在其轨道上为了保持清洁而无需与其他物体发生碰撞。
根据其位置和特征，行星可以分为内行星和外行星。
内行星包括水金地火四颗位于太阳系较内侧、靠近太阳的行星。
水金地火分别是最靠近太阳的水星、次靠近太阳的金星、第三颗行星地球以及第四颗火星。
4．人造卫星 宇宙速度人造卫星与宇宙速度1．人造卫星卫星是太空中绕行星运动的物体．将第一颗人造卫星送入围绕地球运行轨道的国家是前苏联．2．宇宙速度1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)第一宇宙速度是能使卫星绕地球运行的最小发射速度．()(2)第一宇宙速度是人造卫星绕地球运行的最小速度．()(3)第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度．()(4)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s，卫星会永远离开地球．()(5)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.()【提示】(1)√(2)×(3)×(4)√(5)×2．下面关于同步通信卫星的说法中不正确的是()A．各国发射的地球同步卫星的高度和速率都是相等的B．同步通信卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大；高度降低，速率减小，仍同步C．我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步通信卫星的周期短，所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步通信卫星的低D．同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星的速率小B[同步通信卫星的周期与角速度跟地球自转的周期与角速度相同，由ω＝GMr3和h＝r－R知卫星高度确定．由v＝ωr知速率也确定，A正确，B错误；由T＝2π r 3GM知第一颗人造地球卫星高度比同步通信卫星的低，C正确；由v＝GMr知同步通信卫星比第一颗人造地球卫星速率小，D正确．故选B.] 3．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是()A．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最小速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度C ．第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度D ．不同行星的第一宇宙速度都是相同的B [第一宇宙速度的大小等于靠近地面附近飞行的卫星绕地球公转的线速度．卫星做圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供，由G Mm (R ＋h )2＝m v 2(R ＋h )可得v ＝GM R ＋h.可见卫星的高度越高，则公转的线速度越小，所以靠近地球表面飞行的卫星(h 的值可忽略)的线速度最大，故选项B 正确；地球同步卫星在地球的高空运行，所以它的线速度小于第一宇宙速度，所以选项C 错误；行星的质量和半径不同，使得行星的第一宇宙速度的值也不相同，所以选项D 错误．]4.如图所示，若两颗人造卫星a 和b 均绕地球做匀速圆周运动，a 、b 到地心O 的距离分别为r 1、r 2，线速度大小分别为v 1、v2，则( )A.v 1v 2＝ r 2r 1B.v 1v 2＝ r 1r 2C.v 1v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 2r 12D.v 1v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 22 A [对人造卫星，根据万有引力提供向心力GMm r2＝m v 2r ，可得v ＝ GMr .所以对于a 、b 两颗人造卫星有v 1v 2＝ r 2r 1，故选项A 正确．]1.人造卫星的轨道：由地球对它的万有引力充当向心力．因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，而这样的轨道有多种，其中比较特殊的有与赤道共面的赤道轨道和通过两极点上空的极地轨道．当然也存在着与赤道平面呈某一角度的圆轨道．如图所示．2．解决天体运动问题的基本思路：一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动，所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供，所以研究天体时可建立基本关系式：G Mm R 2＝ma ，式中a 是向心加速度． 3．人造卫星的运行规律：人造卫星的运行规律类似行星的运行规律．(1)常用的关系式①G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ，万有引力全部用来提供行星或卫星做圆周运动的向心力．②mg ＝G Mm R 2即gR 2＝GM ，物体在天体表面时受到的引力等于物体的重力．该公式通常被称为黄金代换式．(2)常用结论：卫星离地面高度越高，其线速度越小，角速度越小，周期越大，向心加速度越小．可以概括为“越远越慢”．4．地球同步卫星及特点：(1)概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星．(2)特点：①确定的转动方向：和地球自转方向一致；②确定的周期：和地球自转周期相同，即T ＝24 h ；③确定的角速度：等于地球自转的角速度；④确定的轨道平面：所有的同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必须与赤道平面重合；⑤确定的高度：离地面高度固定不变(3.6×104 km)；⑥确定的环绕速率：线速度大小一定(3.1×103 m/s)．【例1】(多选)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则()A．a的向心加速度等于重力加速度gB．在相同时间内b转过的弧长最长C．c在2小时内转过的圆心角是π6D．d的运动周期有可能是20小时思路点拨：同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据a ＝ω2r比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小．根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系．根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系．BC[同步卫星的周期必须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G Mmr2＝ma，得a＝GMr2，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G Mmr2＝m v2r，得v＝GMr，卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确；c是地球同步卫星，周期是24 h，则c在2h内转过的圆心角是π6，故C正确；由开普勒第三定律r3T2＝k知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24 h，故D错误．](1)人造卫星的a 、v 、ω、T 由地球的质量M 和卫星的轨道半径r 决定，当r 确定后，卫星的a 、v 、ω、T 便确定了，与卫星的质量、形状等因素无关，当人造卫星的轨道半径r 发生变化时，其a 、v 、ω、T 都会随之改变.(2)在处理人造卫星的a 、v 、ω、T 与半径r 的关系问题时，常用公式“gR 2＝GM ”来替换出地球的质量M ，会使问题解决起来更方便.1．(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火．已知它们的轨道半径R 金＜R 地＜R 火，由此可以判定( )A ．a 金＞a 地＞a 火B ．a 火＞a 地＞a 金C ．v 地＞v 火＞v 金D ．v 火＞v 地＞v 金[答案] A1．第一宇宙速度(1)推导对于近地人造卫星，轨道半径r 近似等于地球半径R ＝6 400 km ，卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地面上所受的重力，取g ＝9.8 m/s 2，则(2)决定因素由第一宇宙速度的计算式v ＝GM R 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．(3)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 Mm r 2＝m v 2r 可得v ＝GM r ，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．2．发射速度与运行速度的对比(1)三种宇宙速度都是指卫星的发射速度，而不是在轨道上的运行速度．(2)人造地球卫星的发射速度与运行速度的大小关系：v 运行≤7.9 km/s ≤v 发射＜11.2 km/s.【例2】 使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2＝2v 1.已知某星球的半径为r ，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( ) A.16gr B.13gr C.12gr D.grB [由G Mm r 2＝m v 2r ，G Mm r 2＝mg 6，联立解得星球的第一宇宙速度v 1＝16gr ，星球的第二宇宙速度v 2＝2v 1＝216gr ＝13gr ，B 正确．]理解宇宙速度的注意点1．宇宙速度是在地球表面的发射速度，而不是卫星在高空中的运行速度．2．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度，也是所有人造地球卫星做圆周运动的最大运行速度．3．不同星体都有自己对应的第一宇宙速度，v ＝GM R ＝gR .2．一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的181，月球半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为( )A ．0.4 km/sB ．1.8 km/sC ．11 km/sD ．36 km/sB [对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需的向心力，即GMm r 2＝m v 2r ，所以v ＝GM r ，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于中心天体半径，所以v 月v 地＝M 月M 地·r 地r 月＝481＝29，所以v 月＝29v 地＝29×7.9 km/s ≈1.8 km/s.故选B.]1．当卫星绕天体做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，满足G Mm r2＝m v 2r . 2．当卫星由于某种原因速度改变时，万有引力不再等于向心力，卫星将做变轨运行．(1)当卫星的速度突然增加时，G Mm r2＜m v 2r ，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动．(2)当卫星的速度突然减小时，G Mm r2>m v 2r ，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，卫星的发射和回收就是利用这一原理．3．卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度相同．4．飞船对接问题：两飞船实现对接前应处于高低不同的两轨道上，目标船处于较高轨道，在较低轨道上运动的对接船通过合理地加速，做离心运动而追上目标船与其完成对接．【例3】如图所示，某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度D[由G Mmr2＝mv2r＝mrω2得，v＝GMr，ω＝GMr3，由于r1＜r3，所以v1＞v3，ω1＞ω3，A、B错；轨道1上的Q点与轨道2上的Q点是同一点，到地心的距离相同，根据万有引力定律及牛顿第二定律知，卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，同理卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，C错，D对．]卫星变轨问题的分析方法1．变轨的两种情况人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨，过程简图如图所示：2．相关物理量的比较(1)两个不同轨道的“切点”处线速度v 不相等，图中v ⅢB ＞v ⅡB ，v ⅡA ＞v ⅠA .(2)两个不同圆轨道上的线速度v 不相等，轨道半径越大，v 越小，图中v Ⅰ＞v Ⅲ.(3)不同轨道的周期T 不相等，由开普勒第三定律知，内侧轨道的周期小于外侧轨道的周期，图中T Ⅰ＜T Ⅱ＜T Ⅲ.(4)两个不同轨道的“切点”处加速度a 相同，图中a ⅢB ＝a ⅡB ，a ⅡA ＝a ⅠA .3.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是( )A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同速度B [在P 点，沿轨道1运行时，地球对人造卫星的引力大于人造卫星做圆周运动需要的向心力，即F 引＞m v 21r ，沿轨道2运行时，地球对人造卫星的引力刚好能提供人造卫星做圆周运动的向心力，即F 引＝m v 22r ，故v 1<v 2，选项A 错误；在P 点，人造卫星在轨道1和轨道2运行时，地球对人造卫星的引力相同，由牛顿第二定律可知，人造卫星在P 点的加速度相同，选项B 正确；在轨道1的不同位置，地球对人造卫星引力大小不同，故加速度也不同，选项C 错误；在轨道2上不同位置速度方向不同，选项D 错误．]1．把人造地球卫星的运动近似看做匀速圆周运动，则离地球越近的卫星( )A ．质量越大B ．万有引力越大C ．周期越大D ．角速度越大D [由万有引力提供向心力得F 向＝F 引＝GMm r 2＝mrω2＝mr 4π2T 2，可知离地面越近，周期越小，角速度越大，且运动快慢与质量无关，所以卫星离地球的远近决定运动的快慢，与质量无关，故A 、C 错误，D 正确；由于卫星质量m 不确定，故无法比较万有引力大小，故B 错误．]2．下列关于绕地球运行的卫星的运动速度的说法中正确的是( )A ．一定等于7.9 km/sB ．一定小于7.9 km/sC ．大于或等于7.9 km/s ，而小于11.2 km/sD ．只需大于7.9 km/sB [卫星在绕地球运行时，万有引力提供向心力，由此可得v ＝GMr ，所以轨道半径r 越大，卫星的环绕速度越小，实际的卫星轨道半径大于地球半径R ，所以环绕速度一定小于第一宇宙速度，即v ＜7.9 km/s ，而C 选项是发射人造地球卫星的速度范围．]3.如图所示，a 、b 、c 、d 是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a 、c 的轨道相交于P ，b 、d 在同一个圆轨道上．某时刻b 卫星恰好处于c 卫星的正上方．下列说法中正确的是( )A ．b 、d 存在相撞危险B ．a 、c 的加速度大小相等，且大于b 的加速度C ．b 、c 的角速度大小相等，且小于a 的角速度D ．a 、c 的线速度大小相等，且小于d 的线速度B [b 、d 在同一轨道，线速度大小相等，不可能相撞，A 错；由a 向＝GM r 2知a 、c 的加速度大小相等且大于b 的加速度，B 对；由ω＝ GM r 3知，a 、c 的角速度大小相等，且大于b 的角速度，C 错；由v ＝GM r 知a 、c 的线速度大小相等，且大于d 的线速度，D 错．]4．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )A ．距地面的高度变大B ．向心加速度变大C ．线速度变大D ．角速度变大 A [地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由GMm (R ＋h )2＝m 4π2T 2(R ＋h )，得h ＝3GMT 24π2－R ，T 变大，h 变大，A 正确．由GMm r 2＝ma ，得a ＝GM r 2，r 增大，a 减小，B 错误．由GMm r 2＝m v 2r ，得v ＝GM r ，r 增大，v 减小，C 错误．由ω＝2πT 可知，角速度减小，D 错误．]5．宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t ，小球落到星球表面，测得抛出点与落点之间的距离为L .若抛出时的初速度增大到原来的2倍，则抛出点与落点之间的距离为3L .已知两落点在同一水平面上，该星球的质量为M ，引力常量为G .求该星球的第一宇宙速度．[解析]设第一次抛出速度为v、高度为h，根据题意可得(如图所示)：L2＝h2＋(v t)2依图可得：(3L)2＝h2＋(2v t)2又h＝12gt2，解方程组得g＝23L3t2.根据万有引力等于重力得，mg＝G MmR2解得R＝GMg ＝3GMt22L.根据mg＝m v 2R解得第一宇宙速度v＝gR＝423GML3t2[答案]423GML3t2。
太阳、地球和月亮恒星、行星和卫星太阳、地球和月亮--恒星、行星和卫星尽管太阳是太阳系的中心，地球上万物生长所需光和热的源泉，但在广袤的宇宙中，太阳谈不上有任何的特殊性。
在组成银河系的2000亿颗恒星中，太阳只是一颗中等大小的天体，大体上处于一生中的中年时期。
然而，在我们太阳系里，太阳则是一个有着巨大影响而占支配地位的天体。
太阳的质量占整个太阳系的99.8%，直径达865000英尺(1400000千米)，是地球直径的100多倍。
需要109个地球才能填满太阳的横截面，而它的内部则能容纳130万个以上的地球。
我们看到的太阳其实只是它表面的光球层，温度约为6000摄氏度，属比较"凉爽"部分。
光球层非常活跃，在其表面可以看到许多极富戏剧性的特征。
在光球层的某些部位，局部温度比周围低，在可见光范围内这些部位显得比其它部位黑暗，人们称之为"黑子"。
光球层外面是色球层。
太阳能量通过这一层自内核向外传递。
在这一层可以见到太阳耀斑。
耀斑是太阳黑子形成之前在色球层产生的灼热氢云。
太阳的能源来自于其核心部分。
太阳内核的温度高达1500万摄氏度，压力超过地球气压的340亿倍。
内核的气体密度极高，是水的150倍。
太阳每秒钟向外辐射约28600亿亿兆瓦的能量，这么高的能量是由其内核的核聚变反应产生的。
在聚变中，四个质子聚合成一个氦原子核。
氦原子核的质量比四个质子小0.7%，失去的质量转换成了能量，以伽玛射线的形式被释放到太阳的表面，并向宇宙空间辐射出去。
太阳每秒钟约有七亿吨的氢被转化成氦。
在此过程中，约有五百万吨的净能量被释放。
能量在对流过程中不断地发出光和热，使太阳发光。
从太阳内核释放出的能量需要经过几百万年才能到达表面。
太阳大气的最外层是日冕。
日冕非常庞大，可以向太空绵延数百万公里。
人们可以在这一日冕中看到"日饵"：日饵是色球层上部产生的巨大火焰。
人们仅在日全食的时候可以见到日冕。
航天科普知识竞答一、太阳系中最大的行星是哪个？答：木星。
木星是太阳系中最大的行星，它的质量是其他所有行星质量的总和的2.5倍，体积更是其他行星的数倍。
木星的直径约为14.5万公里，是地球直径的11倍。
它由氢和氦组成的大气层使它看起来呈现出金黄色的外观。
木星上还有一个著名的大红斑，是一个巨大的风暴系统，已经持续存在了数百年。
二、人类首次登月是在哪一年？答：1969年。
人类首次登月是在1969年7月20日。
阿波罗11号是美国宇航局（NASA）发起的一次载人登月任务，它的指令舱上搭载了3名宇航员，其中尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为了第一批登上月球的人类。
他们在月球上停留了大约2个半小时，收集了大量的月球样本，并在全球范围内创造了轰动效应。
三、地球的自转周期是多久？答：约为24小时。
地球的自转周期是指地球自转一圈所需的时间，约为24小时。
这意味着地球上的一天有24小时，其中一半时间是白天，一半时间是黑夜。
地球自转的速度不是恒定的，而是会因为多种因素而发生微小的变化，不过这些变化对于日常生活来说是无法察觉的。
四、什么是人造卫星？答：人造卫星是人类制造并将其送入太空的人造飞行器。
人造卫星是由人类制造并将其送入太空的人造飞行器。
它们通常被用于通信、天气预报、导航、科学研究等领域。
人造卫星可以围绕地球轨道运行，也可以被发送到其他行星和天体上进行探测。
人造卫星的形状和大小各不相同，有些像球形，有些像盘状，也有些像长方体。
五、什么是黑洞？答：黑洞是一种引力极强的天体，它吞噬一切物质，甚至连光线也无法逃脱。
黑洞是一种引力极强的天体，它形成于恒星的残骸坍缩而成。
黑洞的引力非常强大，以至于任何接近它的物体，甚至连光线也无法逃脱，因此被称为“黑洞”。
科学家们对黑洞的研究仍在进行中，尚有很多未解之谜等待解答。
六、什么是国际空间站？答：国际空间站是一个由多个国家合作建造和运营的太空基地。
国际空间站是一个由多个国家合作建造和运营的太空基地，它位于地球上空约400公里的轨道上。
少儿太空知识问答太空是一个神秘而又令人着迷的地方。
它广袤无垠，充满了各种未知的事物。
作为一个孩子，对于太空的好奇心也许会让你有很多问题。
在这里，我将为你解答一些关于太空的常见问题，让你更好地了解这个宇宙奥秘的世界。
问题一：太空是什么？太空是指地球大气层之外的宇宙空间。
它是无边无际的，没有重力和空气，是一片真空的环境。
太空中有许多行星、星球、恒星和其他天体，它们以及它们之间的相互作用构成了宇宙。
问题二：什么是行星？行星是太阳系中围绕太阳运行的天体。
它们通常是圆形的，由气体、岩石和冰组成。
我们熟知的地球是一个行星，其他的行星还有水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星。
问题三：什么是卫星？卫星是围绕行星或其他天体运行的天体。
月球是地球的卫星，而人造卫星则是人类制造并发射到太空中的。
人造卫星可以用于通信、气象预报、导航等各种应用。
问题四：什么是恒星？恒星是太空中发光的天体，它们像太阳一样通过核聚变反应释放出能量。
太阳就是最著名的恒星，它提供了地球上所有生物的光和热。
问题五：什么是银河系？银河系是我们所在的星系，它是数以百亿计星星和行星的集合体。
银河系由一个巨大的中心黑洞引力控制着，并由许多星团、星云和星系组成。
问题六：为什么太空是黑暗的？太空是黑暗的主要是因为没有光源。
地球上的光大部分来自太阳，而太空中没有大气层来散射和反射光线，所以太空看起来是一片漆黑的。
问题七：为什么太空没有重力？太空中没有重力的原因是因为太空中没有物体来产生引力。
地球上的重力是由地球的质量引起的，它使我们能够在地面上行走和物体能够保持在地球上。
问题八：有没有别的生物存在于太空中？目前为止，科学家们还没有发现太空中存在其他生物的证据。
但是，科学家们正在积极地寻找外星生命的线索，通过探测器和望远镜来观测宇宙中的其他行星和星系。
问题九：为什么我们需要探索太空？探索太空对于人类来说非常重要。
通过探索太空，我们可以了解宇宙的起源和发展，探索其他行星和星系，寻找其他生命形式的存在。
一、單一選擇題：每題4分，共60分
( C ) 1. 克卜勒行星運動定律由誰做出合理解釋？ (A)第谷 (B)哥白尼 (C)牛頓 (D)法拉第
( C ) 2. 如右圖所示，若有一行星繞著恆星S 作橢圓軌道運動，
若SD ＝8SA ，根據克卜勒行星第二運動定律，行星在
A 與D 處的速率比為 (A) 1：1 (B) 1：8 (C) 8：1
(D) 64：1
( D ) 3. 承上題，行星在A 與D 處的加速度大小比為 (A) 1：1 (B) 1：8 (C) 8：1 (D) 64：1 ( D ) 4.
若某一小行星繞太陽的軌道半徑為地球的9倍，根據克卜勒行星第三運動定律，則小行星繞太陽的週期為地球的幾倍？ (A) 1 (B) 3 (C) 9 (D) 27 ( B ) 5.
承上題，小行星繞太陽的速率為地球的幾倍？ (A) 1 (B) 1／3 (C) 1／9 (D) 1／27 ( A ) 6. 如右圖，a 、b 、c 是地球大氣層外圓形軌道的三顆人造衛星，a 、b 質量相
同且大於c 的質量，則三顆人造衛星所受向心力大小關係為何？
(A) a ＞b ＞c (B) a ＝b ＞c (C) a ＞b ＝c (D) a ＝b ＝c
( C ) 7. 承第6題，三顆人造衛星的加速度大小關係為何？
(A) a ＞b ＞c (B) a ＝b ＞c (C) a ＞b ＝c (D) a ＝b ＝c
( C ) 8. 承第6題，三顆人造衛星的切線速度大小關係為何？ (A) a ＞b ＞c (B) a ＝b ＞c (C) a ＞b ＝c (D) a ＝b ＝c
( C ) 9. 承第6題，三顆人造衛星的週期關係為何？ (A) a ＞b ＞c (B) a ＝b ＞c (C) a ＜b ＝c
(D) a ＝b ＝c
( D ) 10. 洲際通訊衛星繞地球赤道運轉，其週期與地球自轉相同，此種衛星稱為「同步衛星」。
相對地，由地面看此衛星好像是懸在高空中靜止不動。
下列有關同步衛星的敘述，何
者正確？ (A)它的位置太高，不受地球引力的作用，所以它能在高空中靜止不動
(B)它所受的太陽引力恰等於地球對它的引力 (C)它所受的月亮引力恰等於地球對它
的引力 (D)它所受的地球引力恰等於它繞地球作等速圓周運動所需的向心力
( A ) 11.
承上題，如萬有引力常數為G ，地球質量為M ，又自轉週期為T ，則同步衛星距離地
心的距離為 (A) ( GMT 2 4π2 ) 1 3 (B) ( GMT 2 4π2 ) 2 3 (C) ( GMT 4π2 ) 1 3 (D) ( GMT 2 4π2 ) ( C ) 12. 在大氣中飛行的民航飛機，與在太空中沿圓形軌道運行的人造衛星，都受到地球重力
的作用。
下列有關民航飛機與人造衛星的敘述，何者正確？ (A)飛機在空中飛行時，機上乘客受到的地球重力為零 (B)人造衛星內的裝備受到的地球重力為零，因此是處於無重量的狀態 (C)人造衛星在圓形軌道上等速率前進時，可以不須耗用燃料提供前行的動力 (D)飛機在空中等速率飛行時，若飛行高度不變，則不須耗用燃料提供飛行的動力
( B ) 13. 我國在2004年5月發射的福（華）衛二號人造衛星，屬低軌道衛星，每日繞地球運行十多圈，兩次經過臺灣海峽上空。
下列有關該衛星在軌道運行的敘述，何者錯誤？
(A)該衛星繞地球轉速比地球自轉快(B)該衛星利用太陽能繞地球運行，與地心引力無
關(C)由於低軌道運行，該衛星可能受有空氣阻力的作用(D)運行多年後，該衛星的軌
道有可能愈來愈接近地面
( D) 14. 關於地球的同步衛星敘述，下列何者正確？(A)可以用來作為氣象衛星(B)繞一週的時間為365天(C)靜止在天空不繞地球運轉(D)繞地球一圈等於地球自轉週期
( C) 15. 下列有關於人造衛星的說法，何者正確？(A)人造衛星繞地球的半徑比地球半徑大，所以人造衛星環繞地球的週期也必定大於地球自轉週期(B)人造衛星至特定軌道運
轉後，仍需提供衛星必要的動力以避免衛星受到地球萬有引力而墜落（忽略阻力）
(C)不論人造衛星的質量大小，同一軌道上旋轉的各個衛星必有相同的旋轉速率，所以
不會相撞(D)同步衛星的軌道面可以任意(E)全球定位系統（GPS）是利用24枚同
步衛星所構成
二、多重選擇題：每題5分（每答錯一選項倒扣1/5題分），共25分
( BD) 1. 若人造衛星繞地球做等速圓周運動，則下列敘述何者正確？(A)人造衛星受到兩個力量的作用，即萬有引力與向心力(B)人造衛星內呈現失重狀態(C)因為人造衛星繞
地球做等速圓周運動，所以人造衛星所受到的合力為零(D)人造衛星所受的力僅能使
人造衛星改變運動方向(E)人造衛星所受的力僅能使人造衛星改變運動速率
( ACE) 2. 下列有關地球的同步衛星之敘述，何者正確？(A)同步衛星之週期與地球自轉週期相同(B)某衛星由地面上看來向東方急行，所以其週期大於同步衛星週期(C)軌道半
徑愈大之衛星其軌道速率愈小(D)在同一軌道之上兩人造衛星質量必須一樣才不會
相撞(E)同步衛星必位於赤道面上
( ABC) 3. 下列五項有關圓周運動的敘述，請選出三項正確的敘述：(A)要使物體做圓周運動，需要向心力的作用，向心力的方向指向圓心(B)當向心力消失時，做圓周運動的物體
會沿切線方向飛出去(C)人造衛星繞地球運行時，主要是靠地球引力作為向心力
(D)人造衛星在不同的軌道上，雖然距地球的高度不同，但運行的速度之大小卻相同
(E)物體做圓周運動時，軌道半徑愈大，所需的向心力愈大
( BCD) 4. 若人造衛星繞地球S運行之軌道如右圖，則下列敘述何者正確？
（A、D為橢圓軌道上長軸之兩端點，B、C為短軸之兩端點）
(A) A點之向心加速度為零(B) D點之向心加速度最小
(C) B點之切線加速度在減慢速率(D)在B、C二點，地球之
向心加速度大小相同(E)在運行軌道上，地球在任意點之速率皆不同
( AD) 5. 人造衛星繞地球運轉所需的力，與下列何種作用力的性質相同？(A)使蘋果落地之力
(B)汽車煞車時所需之力(C)電子繞原子核運轉所需的力(D)行星繞太陽運轉所需
的作用力(E)兩異性磁極N、S間的相吸之力
三、非選擇題：第1題8分，第2題7分，共15分
1.在距地表上空一個地球半徑的高度處，有質量400公斤的人造衛星，請問衛星受到地球引力
為公斤重。
答：100
2.某衛星繞木星運轉，若軌道的半徑為R，週期為T，則木星的質量為何？
答： 4π2R3 GT2
詳解
一、單一選擇題：
4.《解析》克卜勒行星第三運動定律： R 13 T 12 ＝ R 23 T 22 ⇒ T 1 T 2 ＝( R 1 R 2 ) 3 2 ＝27
5.《解析》圓周運動：v ＝ 2πR T ∝ ＝ R T
6.《解析》∵F ＝ GMm r 2 ∝ m r 2 ，又m a ＝m b ＞m c 且r a ＜r b ＝r c ∴F a ＞F b ＞F c
7.《解析》F ＝ GMm r 2 ＝ma ⇒ a ＝ GM r 2 ∝ 1 r 2 且r a ＜r b ＝r c ∴a a ＞a b ＝a c
8.《解析》∵F ＝ GMm r 2 ＝m ． v 2 r ∴rv 2＝GM ＝定值 ⇒ v ∝ 1 r
，又r a ＜r b ＝r c ∴v a ＞v b ＝v c 9.《解析》T 2 ∝ R 3，又r a ＜r b =r c ∴T a ＜T b ＝T c
10.《解析》∵同步衛星作等速圓周運動，∴法線方向合力（地球對它的引力）提供當作向心力。
11.《解析》設同步衛星距地心距離為r ，則 GMm r 2 ＝m 4π2r T 2 ⇒ r ＝( GMT 2 4π2
) 1 3 12.《解析》(A)飛機在空中飛行時，乘客仍然受地球重力作用；(B)人造衛星內的裝備，仍然受地
球重力作用，跟隨衛星繞地心運行；(C)人造衛星在圓形軌道上等速率前進時，依賴
重力作用連續改變方向，因在太空中，空氣阻力不計，故不須耗用燃料提供前行的動
力；(D)飛機在空中等速率飛行時，由於空氣阻力的作用，因此必須消耗燃料以提供
飛行的動力。
13.《解析》(A)福（華）衛二號人造衛星，每日繞地球運行十多圈，而地球的自轉每日才旋轉一
圈，可知福（華）衛二號人造衛星繞地球轉速比地球自轉快；(B)衛星主要利用地心
引力提供所需的向心力來繞地球運行，而非太陽能；(C)在低軌道運行的人造衛星，
在軌道處仍有稀薄空氣存在，人造衛星運行時會與空氣碰撞，所以該衛星受有空氣阻
力的作用；(D)衛星受有空氣阻力的作用，將使衛星的動能轉成熱能，無法維持衛星
在軌道所需的能量，因此衛星將受地心引力的吸引而逐漸接近地面。
14.《解析》同步衛星固定在地球上方某一位置，因此其週期等於地球自轉週期。
二、多重選擇題：
2.《解析》(A) T 同步衛星＝T 自轉(地球)；(B) T 衛星＜T 同步衛星；(C) ∵v ＝
GM r ∝ 1 r ，∴r ↑⇒v ↓；(D) v ＝ GM r 與人造衛星質量無關，∴不會相撞。
3.《解析》(D)(E) F ＝ GMm r 2 ＝m v 2 r ，v ＝
GM r ，r 大v 小，r 大F 小。
4.《解析》(A) A 、D 兩點只有向心加速度a N ，切線加速度a T ＝0；(B) a D ＝ GM r 2 ，r D 最大 ⇒ a D
最小；(C)由A 至D 地球速率漸減；(D) a B ＝a C ＝ GM r 2 （r 為地球在B 、C 二點之曲率
半徑）；(E)在B 、C 二點等速率。
三、非選擇題：
2.《解析》衛星圓形軌道的向心力由與木星的萬有引力供應 GMm
R2＝m
4π2R
T2 M＝
4π2R3
GT2。
