《第二、第三宇宙速度》第二、第三宇宙速度

1单选题

以下说法中错误的是（　　）

第一宇宙速度是发射人造地球卫星所需的最小发射速度

第二宇宙速度是物体能够摆脱地球引力束缚的最小速度

第三宇宙速度是物体能够摆脱太阳引力束缚的最小速度

第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度

题目答案

答案解析

分析：

第一宇宙速度是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时的最大速度．地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度．人造地球卫星发射速度大于第二宇宙速度时，就脱离地球束缚．第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小发射速度．

解答：

解：A、第一宇宙速度是发射人造地球卫星所需的最小发射速度，故A正确B、第二宇宙速度是物体能够摆脱地球引力束缚的最小发射速度，故B正确C、第三宇宙速度是物体能够摆脱太阳引力束缚的最小发射速度，故C正确D、第一宇宙速度是卫星绕地球圆轨道运运行的最大速度，故D错误本题选错误的，故选：D．

点评：

本题考查对宇宙速度的理解能力．对于第一宇宙速度不仅要理解，还要会计算．第一宇宙速度是近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度，要强调卫星做匀速圆周运动．

2单选题

关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（　　）

人们称11.2km/s为第一宇宙速度，也叫脱离速度

它是人造地球卫星沿圆轨道绕地球飞行的最大速度

它是人造地球卫星沿圆轨道绕地球飞行的最小速度

它是将人造地球卫星发射升空的最大发射速度

题目答案

答案解析

分析：

第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小初始速度．

解答：

解：A、人们称11.2km/s为第二宇宙速度，也叫脱离速度，故A错误

B、第一宇宙速度是人造地球卫星紧贴地球表面做圆周运动的速度，根据v=$\sqrt {}$得第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球沿圆轨道飞行的最大速度．故B正确，C错误

D、第一宇宙速度是将人造地球卫星发射升空的最小发射速度，故D错误

故选B．

点评：

注意第一宇宙速度有三种说法：

①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度

②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度

③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度

3多选题

(多选)关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的（　　）

它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度

它是使人造卫星能绕地球飞行所需的最小发射速度

当发射人造卫星的速度达到第二宇宙速度，它将脱离太阳引力的束缚

当发射人造卫星的速度达到第三宇宙速度时，它将脱离太阳的引力束缚

题目答案

答案解析

分析：

第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小初始速度．

人造地球卫星运行时速度大于第二宇宙速度时，就脱离地球束缚．第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度．

解答：

解：A、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=$\sqrt {}$，轨道半径越大，速度越小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，故A错误；

B、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s；故B正确．

C、当发射人造卫星的速度达到第二宇宙速度，它将脱离地球引力的束缚，故C错误；

D、当发射人造卫星的速度达到第三宇宙速度时，它将脱离太阳的引力束缚，故D正确．

故选：BD．

点评：

注意第一宇宙速度有三种说法：

①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度

②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度

③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度；

本题考查对宇宙速度的理解能力．对于第一宇宙速度不仅要理解，还要会计算．第一宇宙速度是近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度，要强调卫星做匀速圆周运动．

4多选题

(多选)以下说法中，正确的是（　　）

第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度

同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度

第一宇宙速度是地球卫星的最小发射速度

我国发射了一颗位于北京上空的同步卫星，以利于通讯传播

题目答案

ABC

答案解析

分析：

第一宇宙速度是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度．地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度．人造地球卫星运行时速度大于第二宇宙速度时，就脱离地球束缚．第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度．

解答：

解：A、第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，故A正确

B、第一宇宙速度是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时的最大速度．同步卫星的速度小于第一宇宙速度，故B正确

C、第一宇宙速度是地球卫星的最小发射速度，故C正确

D、同步卫星必须在赤道的正上方，故D错误

故选ABC．

点评：

5多选题

(多选)以下关于宇宙速度的说法中正确的是：（　　）

第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度

第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度

人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度

地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚

题目答案

答案解析

分析：

第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，半径越大运行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道；当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/m时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．

解答：

解：根据G$\frac {Mm}{R}$=m$\frac {v}{R}$可得卫星的线速度v=$\sqrt {}$，故轨道半径越大卫星的运行速度越小，

而第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，所以第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度，故A正确而B错误．

由于第二宇宙速度是地球的逃逸速度，即当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道，故人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度，故C正确．

当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/m时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．故D错误．

故选AC．

点评：

掌握第一宇宙速度，第二宇宙速度和第三宇宙速度的定义和运行速度与半径的关系是成功解决本题的关键和基础．

6多选题

(多选)人造地球卫星可以绕地球做匀速圆周运动，也可以沿椭圆轨道绕地球运动．对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，以下说法正确的是（　　）

近地点速度一定大于7.9km/s

近地点速度一定在7.9km/s-11.2km/s之间

近地点速度可以小于7.9km/s

远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度

题目答案

答案解析

分析：

7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星在地面附近做匀速圆周运动所具有的线速度．当卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s而小于11.2 km/s时，卫星将沿椭圆轨道运行，当卫星的速度等于或大于11.2 km/s时就会脱离地球的吸引，不再绕地球运行，11.2 km/s被称为第二宇宙速度．

解答：

解：A、7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星在地面附近做匀速圆周运动所具有的线速度．当卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s而小于11.2 km/s时，卫星将沿椭圆轨道运行，7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的临界速度．大于7.9km/s，卫星肯定做离心运动，但不一定能脱离地球．等于7.9km/s卫星可能绕地球做匀速圆周运动(贴近地面)或者离心运动(卫星离地面还有一段距离)；

小于7.9km/s时，情况就比较多了：贴近地面，肯定做近心运动(要么回收，要么报废)；

适当的高度可以做匀速圆周运动；近地点高度更大时，也可作离心运动．

所以近地点速度可以大于、等于或小于7.9km/s，故A、B错误，C正确．

D、因为在远地点时，卫星将做近心运动，所以远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度，故D正确．

故选CD．

点评：

本题考查学生对第一宇宙速度的理解，以及对卫星能沿椭圆轨道运动条件的理解．本题极易错选A

7单选题

2011年中俄将联合实施探测火星活动计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器将与俄罗斯研制的“福布斯一土坡”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星．已知火星的质量约为地球的$\frac {1}{9}$，火星的半径约为地球半径的$\frac {1}{2}$．下列关于火星探测器的说法中正确的是(　　)

发射速度只要大于第一宇宙速度即可

发射速度只有达到第三宇宙速度才可以

发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度

火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的2倍

题目答案

答案解析

分析：

第一宇宙速度是卫星发射的最小速度．

第二宇宙速度是人造天体脱离地球引力束缚所需的最小速度．

第三宇宙速度是人造天体脱离太阳束缚所需的最小速度．

求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先表示出来，再进行之比．

解答：

解：A、火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，还在太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度，故A、B错误，C正确．

D、由$\frac {GMm}{R}$=m$\frac {v}{R}$得，v=$\sqrt {}$

已知火星的质量约为地球的$\frac {1}{9}$，火星的半径约为地球半径的$\frac {1}{2}$．

火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 $\frac {$\sqrt {2}$}{3}$倍，

火星探测器环绕火星运行的最大速度即为火星的第一宇宙速度，故D错误．

故选C．

点评：

了解三个宇宙速度的基本含义．

通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法．

8单选题

在19世纪末，科学家认识到人类要实现飞出大气层进入太空，就要摆脱地球引力的束缚，首要条件是必须具有足够大的速度，也就是说要进入绕地球飞行的轨道成为人造卫星，最小速度为7.9km/s，此速度称为（　　）

第一宇宙速度

第二宇宙速度

脱离速度

逃逸速度

题目答案

答案解析

分析：

解答：

解：第一宇宙速度有三种说法：

①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度

②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度

③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，故A正确，BCD错误；

故选A．

点评：

第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小初始速度．

9单选题

物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度，第二宇宙速度v$_2$与第一宇宙速度v$_1$的关系是v$_2$=$\sqrt {2}$v$_1$．已知某星球半径是地球半径R的$\frac {1}{3}$，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的$\frac {1}{6}$，不计其它星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（　　）

$\sqrt {gR}$

$\frac {1}{3}$$\sqrt {gR}$

$\frac {1}{6}$$\sqrt {gR}$

$\sqrt {3gR}$

题目答案

答案解析

分析：

第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，即$\frac {GMm}{R}$=$\frac {mv}{R}$；此题把地球第一宇宙速度的概念迁移的某颗星球上面．

解答：

解：设某星球的质量为M，半径为r，绕其飞行的卫星质量m，

由万有引力提供向心力得：$\frac {GMm}{r}$=$\frac {m$_1$}{r}$

解得：v$_1$=$\sqrt {}$ ①

又因它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的$\frac {1}{6}$．

得：$\frac {GMm}{r}$=m$\frac {g}{6}$ ②

v$_2$=$\sqrt {2}$v$_1$ ③

由①②③解得：v$_2$=$\sqrt {}$=$\frac {$\sqrt {gR}$}{3}$，故B正确，ACD错误；

故选：B．

点评：

通过此类题型，学会知识点的迁移，比如此题：把地球第一宇宙速度的概念迁移到某颗星球上面．

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