行星与人造卫星
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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。
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。