在地球表面附近发射卫星，当卫星的速度超过某一速度时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度．规定物体在无限远处万有引力势能EP=0，则

题型：不详难度：来源：

在地球表面附近发射卫星，当卫星的速度超过某一速度时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度．规定物体在无限远处万有引力势能E_P=0，则物体的万有引力势能可表示为Ep=-

GMm

，r为物体离地心的距离．设地球半径为r₀，地球表面重力加速度为g₀，忽略空气阻力的影响，试根据所学的知识，推导第二宇宙速度的表达式（用r₀、g₀表示）．

答案

卫星从发射后到脱离地球引力的过程中机械能守恒．设卫星以v₀的速度从地面附近发射后恰能脱离地球的引力，则其在地面附近时的能量为：E0=

mv02+(-

GMm

)由题意知 E₀=0 　　　　　　　　　　　　　
即

mv02+(-

GMm

)=0
又因为在地球表面时，物体的重力等于万有引力，有：
G

r02

=mg0
解得第二宇宙速度v₀满足：v0=

2g0r0

举一反三

中国“嫦娥一号”绕月探测卫星完成三次近月制动后，成功进入周期T=127min、高度h=200km的近月圆轨道．
（1）已知月球半径为R=1.72×10⁶ m，求卫星在高度200km的圆轨道上运行的速度υ和轨道处的重力加速度g．
（2）“嫦娥一号”轨道的近月点到月球球心的距离r_近=193km，远月点到月球球心的距离r_远=194km．张明、王玉两同学利用不同方法分别计算出卫星经过近月点时速度v_近、近月点到月球球心的距离r_近和经过远月点时速度υ_远、远月点到月球球心的距离r_远的关系．
张明的方法：

2远

r远

GMm

2远

2近

r近

GMm

2近

由（1）、（2）得υ-υ=

r远r近

（r-r）=g（r-r）
王玉的方法：

mυ-

mυ=mg（r-r）得υ-υ=2g（r-r）
请分别对这两个同学的计算方法作一评价，并估算从远月点到近月点卫星动能的增量．（卫星质量为1650kg，结果保留两位有效数字）

题型：盐城模拟难度：| 查看答案

我国通信卫星的研制始于70年代331卫星通信工程的实施，到1984年4月，我国第一颗同步通信卫星发射成功并投入使用，标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段．现正在逐步建立同步卫星与“伽利略计划”等中低轨道卫星等构成的卫星通信系统．
（1）若已知地球的平均半径为R₀，自转周期为T₀，地表的重力加速度为g，试求同步卫星的轨道半径R；
（2）有一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径R的四分之一，试求该卫星的周期T是多少？该卫星至少每隔多长时间才在同一城市的正上方出现一次．（计算结果只能用题中已知物理量的字母表示）

题型：不详难度：| 查看答案

一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度v₀竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为（　　）

A．

B．

2π

C．

D．

2π

题型：长沙县模拟难度：| 查看答案

我国2007年10月底成功发射的“嫦娥一号”探月卫星简化的路线示意图如图所示，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测．11月7日卫星经过约180万公里的长途飞行后完成所有变轨操作，准确进入工作轨道，工作轨道为周期为T=127min，高度为h=200km的极月圆轨道，已知月球的平均直径为D=3476km，万有引力恒量G=6.67×10^-11N•m²/kg²．
（1）卫星掠过月球时，为了使月球俘获卫星，即从“地月转移轨道”进入“工作轨道”，卫星上的发动机必须向______（填“与运动相同的方向”或“与运动相反的方向”）喷气从而使卫星______•（填“加速”或“减速”）
（2）请估算月球质量．（结果保留一位有效数字）魔方格

题型：广东模拟难度：| 查看答案

我国成功地发射了“嫦娥一号”探月卫星，其轨道示意图如下图所示．卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制．第一次点火，抬高近地点，将近地点抬高到约600km，第二、三、四次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到11.0km/s的速度进入地月转移轨道向月球飞去．后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车，最终把卫星送入离月面200km高的工作轨道（可视为匀速圆周运动）．已知地球质量是月球质量的81倍，R_月=1800km，R_地=6400km，卫星质量2350kg，地球表面重力加速度g取10m/s²．（涉及开方可估算，结果保留一位有效数字）求：

魔方格

（1）卫星在绕地球轨道运行时离地面600km时的加速度．
（2）卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面200km的工作轨道上外力对它做了多少功？（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响）

题型：门头沟区一模难度：| 查看答案