萬有引力與衛(wèi)星

1、2關(guān)鍵詞：萬有引力、重力、向心力。地面上的物體和近地衛(wèi)星，一般衛(wèi)星和同步衛(wèi)星，雙星，連續(xù)物和衛(wèi)星群。穩(wěn)定運(yùn)行和變軌運(yùn)行。3開普勒開普勒(1571(15711630)1630)牛牛 頓頓(1643(16431727)1727)第第 谷谷(1546(15461601)1601)伽利略伽利略(1564(15641642)1642)笛卡爾笛卡爾(1596(15961650)1650)4古代人們認(rèn)為天體做的是完美而又神圣的圓周運(yùn)動，所以認(rèn)為天體做這樣的運(yùn)動是無需什么動因的。開普勒時代的人不再有古人的那種認(rèn)識，所以這一時期人們對天體運(yùn)動的動力學(xué)原因進(jìn)行了好多種不同的解釋。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和航海等需要天 文 觀 測

2、第 谷開普勒良好的數(shù)學(xué)功底超強(qiáng)的邏輯思維天 文 觀 測數(shù)據(jù)行星運(yùn)動規(guī)律 那么行星為什么要這樣運(yùn)動？探尋17世紀(jì)科學(xué)家曾思考過的問題： 古代人們認(rèn)為天體做圓周運(yùn)動的動力學(xué)原因是什么？開普勒(15711630)時代的人們對天體運(yùn)動原因的看 法與古代人的是否相同？伽利略(15641642)認(rèn)為的原因是什么？開普勒(15711630)認(rèn)為的原因是什么？笛卡爾(15961650)的觀點(diǎn)又是什么？牛 頓(16431727)時代的人持什么樣的觀點(diǎn)？伽利略認(rèn)為，一切物體都有合并的趨勢，正是由于這種趨勢導(dǎo)致了天體做圓周運(yùn)動。牛頓時代，科學(xué)家對天體運(yùn)動的動力學(xué)解釋有了更進(jìn)一步的認(rèn)識。如胡克與哈雷胡克與哈雷認(rèn)為行星

3、所以要繞太陽運(yùn)動是因?yàn)樾行鞘艿搅颂枌λ囊ψ饔?，并且在圓形軌道的前提圓形軌道的前提下證明了這個引力的大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比。 那么，該平方反比關(guān)系是否適用于行星的橢圓運(yùn)動呢？開普勒認(rèn)為，行星繞太陽運(yùn)動，一定是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，在這種磁力作用下的天體才得以做近似圓周的橢圓運(yùn)動。笛卡爾認(rèn)為，行星的運(yùn)動是因?yàn)樵谛行堑闹車嬖谝环N旋轉(zhuǎn)物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動。5引導(dǎo)探究：邏輯思維與文字運(yùn)算引導(dǎo)探究：邏輯思維與文字運(yùn)算建立模型建立模型牛頓是否證明了上面疑問？ 牛頓總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力牛頓總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力( (發(fā)明微積發(fā)

4、明微積分分) )證明了：如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成證明了：如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌道應(yīng)是橢圓。反比，則行星的軌道應(yīng)是橢圓。我們對證明過程做了如何的處理？ 由于我們的數(shù)學(xué)知識有限：由于我們的數(shù)學(xué)知識有限：行星運(yùn)動的橢圓軌道離行星運(yùn)動的橢圓軌道離心率很接近于心率很接近于1 1，我們把它理想化為一個，我們把它理想化為一個圓形軌道圓形軌道；牛牛頓發(fā)明微積分。頓發(fā)明微積分。 所以把牛頓在橢圓軌道下證明的問題所以把牛頓在橢圓軌道下證明的問題簡化簡化為在圓為在圓形軌道來討論、證明。形軌道來討論、證明。抓主要矛盾、簡化問題建立模型的能力與方法6引導(dǎo)探究：邏輯思維與文字

5、運(yùn)算引導(dǎo)探究：邏輯思維與文字運(yùn)算建立模型建立模型數(shù)學(xué)推導(dǎo)數(shù)學(xué)推導(dǎo)22)2(TmrmrF根據(jù)圓周運(yùn)動的知識可知，行星必然受到太陽的引力用來充當(dāng)向心力223222144rTrmTrmF23TrK 開普勒第三定律：2232)4(rmTrFxky科學(xué)推想，形成等式科學(xué)推想，形成等式 2rMmF 牛頓第三定律2rMmGF 比例系數(shù)G于100多年后才被測定(16871798)?實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，形成概念實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，形成概念 萬有引力定律表達(dá)式G為萬有引力常量7萬有引力定律具體內(nèi)容萬有引力定律具體內(nèi)容內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大 小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距 離的二次方成反比。公

6、式：221rmmGF 各物理量的含義: F牛頓（N）；m千克（kg） r 的含義：較遠(yuǎn)時 可 視 為 質(zhì) 點(diǎn) 的 兩 個物體間的距離； 較近時質(zhì)量分布均勻的球體的球心間的距離。 其單位為：米(m)22111067. 6kgmNG 萬有引力恒量 該常量實(shí)在是太小了以至其測量比萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)晚一百多年！1687年到1798年(英國物理學(xué)家卡文迪許卡文迪許)疑問：常見物體間的萬有引力我們是難以感覺得到的。8221rmmGF 也正是因?yàn)槿绱?，這個定律才稱為萬有引力定律。只不過一般物體的質(zhì)量比較小，引力也非常小，我們不易感覺到而已。難怪萬有引力定律于1687年問世，其中的恒量在100多年后的1798

7、年才被測定。 到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)自然界中的基本相互作用只有四種：萬有引力作用、庫侖力作用、原子核內(nèi)的強(qiáng)作用和弱作用。前兩種作用的規(guī)律是類似的：2rMmGF 221rqqkF 或者說是兩物體質(zhì)心或者說是兩物體質(zhì)心 (重心重心) 間的距離間的距離萬有引力定律具體內(nèi)容萬有引力定律理 解任何兩個物體之間都存在引力。萬有引力定律公式中的 r，其含義是兩個質(zhì)點(diǎn)間的距離。物體因?yàn)橛匈|(zhì)量而產(chǎn)生引力(質(zhì)量是引力產(chǎn)生的原因)。重力是萬有引力的分力。萬有引力定律重要意義是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一。 它把地面上物體運(yùn)動的規(guī)律和天體運(yùn)動的規(guī)律統(tǒng)一起來，對以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。 它第一次揭示了

8、自然界中一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識自然的歷史上樹立了一座里程碑。在科學(xué)文化發(fā)展史上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探 索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。9 一個物體在地球表面的重力與其質(zhì)量 的 比 值 即 地 球 表 面 的 重 力 加 速 度為： ；2/8 . 9smg 若把這個物體移到月球軌道的高度，所受重力與其質(zhì)量的比值即那個地方的重力加速度應(yīng)該很小，假設(shè)與月球的向心加速度之值相等。22321rTrTra21ra 所以，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可以有如下推導(dǎo)： 又因月心到地心的距離為地球半徑的60倍(當(dāng)時已有可靠的天文觀測數(shù)據(jù))。232/1

9、074. 2601smga因而有： 牛頓又根據(jù)月球的周期和軌道半徑，計(jì)算出了月球圍繞地球做圓周運(yùn)動的向心加速度為：232/1074. 2)2(smTra 兩個結(jié)果非常接近。這一發(fā)現(xiàn)牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律提供了有力的論據(jù)，即地球?qū)Φ孛嫖矬w的引力與天體間的引力性質(zhì)相同，遵循同一規(guī)律。于是他把于是他把此此規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間，規(guī)律推廣到自然界中任意兩個物體間，即具有劃時代意義的萬有引力定律。即具有劃時代意義的萬有引力定律。2rMmGF “月地”檢驗(yàn)101 1、如圖所示，在半徑為、如圖所示，在半徑為R R， 質(zhì)量為質(zhì)量為M M的均勻銅球中，的均勻銅球中， 挖一半徑為挖一半徑為R/2R/2的球

10、形的球形 空穴，空穴和銅球相切?？昭?，空穴和銅球相切。Ad11另一均勻小球質(zhì)量為另一均勻小球質(zhì)量為m m，位于連接銅球球心跟空穴位于連接銅球球心跟空穴中心的直線上的中心的直線上的A A處，小處，小球球心和銅球球心相距為球球心和銅球球心相距為d d，求這兩個球間的萬有，求這兩個球間的萬有引力。引力。12分析分析: : 答案答案: : 2F=GMm(7d -8dR+2R )28d (d-R2)2132 2、設(shè)想把一質(zhì)量為、設(shè)想把一質(zhì)量為m m的物的物 體放在地球中心，這體放在地球中心，這 時它受到的地球的萬時它受到的地球的萬 有引力為有引力為( )( ) A A、0 B0 B、mg mg C C、

11、無窮大、無窮大 D D、無法確定、無法確定14分析分析: :答案答案: : A15 應(yīng)用：應(yīng)用：（1 1）萬有引力和重力）萬有引力和重力一、星球上物體所受的重一、星球上物體所受的重力是由萬有引力產(chǎn)生的。力是由萬有引力產(chǎn)生的。近似計(jì)算近似計(jì)算：GMmGMmr r2 2= = mgmg16 1 1、 當(dāng)物體距地面高當(dāng)物體距地面高h(yuǎn) h時（地球半徑為時（地球半徑為R R）則重力加速度隨高度的增則重力加速度隨高度的增加而減小。加而減小。（R+hR+h）2 2= =g gGM17 2 2、因?yàn)榈厍虿皇钦?、因?yàn)榈厍虿皇钦蝮w，越往兩極半徑越小體，越往兩極半徑越小 則重力加速度隨緯度的增則重力加速度隨緯度

12、的增加而增加加而增加R R2 2= =g gGM18 二、由于地球的自轉(zhuǎn)，二、由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上物體受到的萬有引地球上物體受到的萬有引力產(chǎn)生兩個效果，一個分力產(chǎn)生兩個效果，一個分力提供向心力，另一個分力提供向心力，另一個分力即重力。物體隨地球自力即重力。物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力也可以認(rèn)為是轉(zhuǎn)的向心力也可以認(rèn)為是地球?qū)ξ矬w的萬有引力地球?qū)ξ矬w的萬有引力19和支持力的合力。（由平和支持力的合力。（由平衡條件衡條件N=FN=F重）實(shí)際上，向重）實(shí)際上，向心力很小。如質(zhì)量為心力很小。如質(zhì)量為1kg1kg的的物體在赤道上向心力只有物體在赤道上向心力只有0.034N0.034N，而它受的地球的，而它受的

13、地球的引力約為引力約為9.8N9.8N。20F向向F引引F重重F向向F引引F重重F引引.21對地球?qū)Φ厍虺嗟烂嫔铣嗟烂嫔系奈矬w：的物體： F F引引-N=F-N=F向向 （即（即F F引引-F-F重重=F=F向向）對衛(wèi)星：對衛(wèi)星： F F引引=F=F向向 （N=0N=0，完全失重），完全失重）22重力、萬有引力和向心力之間的關(guān)系重力、萬有引力和向心力之間的關(guān)系FGF向向F萬萬GF萬萬GF向向r兩極兩極: F萬萬=G 赤道赤道: F萬萬=G+F向向重力和向心力是萬有引力的兩個分力重力和向心力是萬有引力的兩個分力（1）靜止在地面上的物體，若考慮地球自轉(zhuǎn)的影響）靜止在地面上的物體，若考慮地球自轉(zhuǎn)的影

14、響（2）靜止在地面上的物體，若不）靜止在地面上的物體，若不 考慮地球自轉(zhuǎn)的影響考慮地球自轉(zhuǎn)的影響2RMmGmg 2gRGM 黃金代換式黃金代換式（3）若物體是圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，則有萬有引力來）若物體是圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，則有萬有引力來提供向心力提供向心力Gr2mMma23 1 1、離地面高、離地面高h(yuǎn) h處的重力處的重力加速度是地表的加速度是地表的1/2,1/2,地球地球半徑半徑R RE E；則：；則：h/Rh/RE E= = 分析：分析： 答案：答案：2-124 2 2、已知萬有引力恒量、已知萬有引力恒量G=6.67G=6.6710101111 Nm Nm2 2/kg/kg2 2 , ,地地表重力加速

15、度表重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/s2 2 , , 地球半徑地球半徑R RE E=6.4=6.410106 6 m m , ,則：地球質(zhì)量的表達(dá)式則：地球質(zhì)量的表達(dá)式M=M= ; ; 數(shù)值數(shù)值M=M= kg kg （保留一位有效數(shù)字）（保留一位有效數(shù)字） gRE/G26 6101024253 3、由于地球的自轉(zhuǎn)，、由于地球的自轉(zhuǎn)，使赤道上的重力加速度比使赤道上的重力加速度比兩極重力加速度減少兩極重力加速度減少N%N%，設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期為設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期為T T，求地球的平均密度（設(shè)地求地球的平均密度（設(shè)地球是一個均質(zhì)圓球體）。球是一個均質(zhì)圓球體）。26分析：分析： 答案：答案：NGT

16、NGT2 2= =30027（2 2）萬有引力和向心力）萬有引力和向心力一、星體、人造衛(wèi)星一、星體、人造衛(wèi)星環(huán)繞運(yùn)動（圓周運(yùn)動）由環(huán)繞運(yùn)動（圓周運(yùn)動）由萬有引力提供向心力：萬有引力提供向心力：r r2 2= =m mGMm2 2V V2 22 2r r= = mrmr= =mrmr （ ）22T T281 1、宇宙速度：、宇宙速度： 若地球半徑為若地球半徑為R R，衛(wèi)星距，衛(wèi)星距地面高度地面高度h h，則，則r=R+hr=R+h；所；所以：衛(wèi)星離地面越高環(huán)繞以：衛(wèi)星離地面越高環(huán)繞速度越小。速度越小。r r= =V VGM29第一宇宙速度：第一宇宙速度：r=Rr=R，V V1 1=7.9km/s

17、=7.9km/s，為最大環(huán)繞速度；為最大環(huán)繞速度；第二宇宙速度：（發(fā)射速第二宇宙速度：（發(fā)射速度、脫離速度）度、脫離速度）V V2 2=11.2km/s=11.2km/s第三宇宙速度：（發(fā)射速第三宇宙速度：（發(fā)射速度、逃逸速度）度、逃逸速度）V V3 3=16.7km/s=16.7km/s30說明：說明：V=7.9km/sV=7.9km/s，為圓軌跡；為圓軌跡；7.9km/s7.9km/sV V11.2km/s11.2km/s, ,為橢圓為橢圓軌跡；軌跡；11.2km/s11.2km/sV V16.7km/s16.7km/s, ,為拋物線；為拋物線；V=16.7km/sV=16.7km/s為雙

18、曲線。為雙曲線。312 2、天體質(zhì)量：、天體質(zhì)量：3 3、開普勒第三定律：、開普勒第三定律：GTGT2 2= =M M42 2r r3 3T T2 2r r3 3= =42 2GMGM32 二、通訊衛(wèi)星（地球同二、通訊衛(wèi)星（地球同步衛(wèi)星）：步衛(wèi)星）：1 1、周期、周期T=24hourT=24hour2 2、距地面高度距地面高度h=35800kmh=35800km3 3、環(huán)繞速度、環(huán)繞速度V=3.075km/sV=3.075km/s4 4、位置在赤道上空。、位置在赤道上空。33. .34 三、其它軌道衛(wèi)星：三、其它軌道衛(wèi)星： 只要軌道中心在地心只要軌道中心在地心（即萬有引力全部用來充當(dāng)（即萬有引

19、力全部用來充當(dāng)向心力）的軌道都可以發(fā)射。向心力）的軌道都可以發(fā)射。如圖所示：如圖所示：35. .36 1 1、地球及其三顆衛(wèi)星、地球及其三顆衛(wèi)星A A、B B、C C軌道如圖所示，比較軌道如圖所示，比較線速度線速度: :V VA A V VB B V VC C 角速度角速度: :A A B B C C向心加速度向心加速度: :a aA A a aB B a aC C周期周期: :T TA A T TB B T TC C分析：分析：答案：答案：地地.ABC 372 2、已知地表的重力加速、已知地表的重力加速度度g g，地球半徑，地球半徑R R ，地球自，地球自轉(zhuǎn)周期轉(zhuǎn)周期T T，求同步衛(wèi)星距地，

20、求同步衛(wèi)星距地面的高度？面的高度？分析：分析：答案：答案：44= =h hgR T2223383 3、同步衛(wèi)星質(zhì)量、同步衛(wèi)星質(zhì)量m m，離地面，離地面高高h(yuǎn) h，地球半徑，地球半徑R R，地球表面的，地球表面的重力加速度重力加速度g g，地球自轉(zhuǎn)角速地球自轉(zhuǎn)角速度度；則同步衛(wèi)星受地球的引；則同步衛(wèi)星受地球的引力為：力為：A A、0 0 B B、mgRmgR2 2/(R+h)/(R+h)2 2C C、m m 3 3 R R2 2gg4 4D D、以上結(jié)論都不正確、以上結(jié)論都不正確39分析：分析： 答案：答案：B、C40 4 4、已知地表的重力加速、已知地表的重力加速度度g g，地球半徑，地球半徑

21、R R ，同步衛(wèi)，同步衛(wèi)星距地心的距離星距地心的距離r r；求同步；求同步衛(wèi)星的線速度？衛(wèi)星的線速度？答案：答案：2 2= =V VgRr41 5 5、地球同步衛(wèi)星距離地、地球同步衛(wèi)星距離地心的距離為心的距離為r r，運(yùn)行速率為，運(yùn)行速率為V V1 1，向心加速度為，向心加速度為a a1 1；地球；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為的向心加速度為a a2 2，第一宇，第一宇宙速度為宙速度為V V2 2，地球的半徑為，地球的半徑為R R，則，則42A、 B、C、 D、分析：答案：ra a1 1a a2 2= =R Ra a1 1a a2 2= =r2 2R R2 2V

22、 V1 1V V2 2= =r rR22RV V1 1V V2 2= =r rA、D436、雙星在它們間的萬有引力作用下繞其連線上某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動，周期為T，兩星中心間距為R；求兩星的總質(zhì)量。44分析：答案：GTGT2 2= =M M42 2R R3 3457、據(jù)觀察，某行星外圍有一個模糊不清的環(huán)。為了判斷環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，測出了環(huán)中各層的線速度V大小與該層至行星的中心的距46離R，以下判斷正確的是：A、若V與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物B、若V與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物C、若V 與R成正比，則環(huán)是衛(wèi)星群D、若V 與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群2247分析：答案：A、D48 7 7、可以發(fā)

23、射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，、可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道使其圓軌道:( ):( ) A A、與地球表面上某一緯度線、與地球表面上某一緯度線 ( (非赤道非赤道) )是共面同心圓是共面同心圓 B B、與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的、與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓圓是共面同心圓 C C、與地球表面上的赤道線是共面同心、與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的 D D、與地球表面上的赤道線是共面同心、與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運(yùn)動的圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運(yùn)動的49分析：答案：A、C50 8 8

24、、在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，、在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說叫做有一種學(xué)說叫做 宇宙膨脹說宇宙膨脹說 ，這，這種學(xué)說認(rèn)為萬有引力常量種學(xué)說認(rèn)為萬有引力常量G G在緩慢地在緩慢地減小。根據(jù)這一理論，在很久很久減小。根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比現(xiàn)在相比:( ):( ) A A、公轉(zhuǎn)半徑、公轉(zhuǎn)半徑R R 較大較大 B B、公轉(zhuǎn)周期、公轉(zhuǎn)周期T T 較小較小 C C、公轉(zhuǎn)速率、公轉(zhuǎn)速率v v 較大較大 D D、公轉(zhuǎn)角速度、公轉(zhuǎn)角速度較小較小51分析：答案：B52 9 9、“和平號和平號”飛船歷經(jīng)飛船歷經(jīng)1515年，終年，終于在于

25、在20012001年年3 3月月2323日北京時間日北京時間1414時時2 2分謝幕，為使分謝幕，為使“和平號和平號”退出舞臺，退出舞臺，科學(xué)家在科學(xué)家在“合適的時間合適的時間”、“合適合適的地點(diǎn)的地點(diǎn)”進(jìn)行了三次進(jìn)行了三次“點(diǎn)火點(diǎn)火”，終，終于把其準(zhǔn)確降落在南太平洋的預(yù)定于把其準(zhǔn)確降落在南太平洋的預(yù)定區(qū)域。關(guān)于區(qū)域。關(guān)于“點(diǎn)火點(diǎn)火”的作用，以下的作用，以下說法正確的是（）說法正確的是（）53 A A、由公式、由公式v v GM/r GM/r 可知，衛(wèi)星在近可知，衛(wèi)星在近地軌道的速度大，為使地軌道的速度大，為使“和平號和平號”高度高度下降，應(yīng)使其速度增加，故點(diǎn)火時噴下降，應(yīng)使其速度增加，故點(diǎn)火

26、時噴“火火”方向應(yīng)與方向應(yīng)與“和平號和平號”運(yùn)動方向相運(yùn)動方向相反。反。 B B、“點(diǎn)火點(diǎn)火”時噴火方向應(yīng)沿背離時噴火方向應(yīng)沿背離地心方向，這樣才能由于反問，迫地心方向，這樣才能由于反問，迫使使“和平號和平號”降低高度。降低高度。54 C C、“點(diǎn)火點(diǎn)火”時噴火方向應(yīng)與時噴火方向應(yīng)與“和平和平號號”運(yùn)動方向一致，使運(yùn)動方向一致，使“和平號和平號”減速，減速，由由GMm/rGMm/r2 2mvmv2 2/r/r知，當(dāng)速度減小時，知，當(dāng)速度減小時，由于萬有引力大于由于萬有引力大于“和平號和平號”運(yùn)動時所運(yùn)動時所需的向心力，故需的向心力，故“和平號和平號”將降低高度。將降低高度。 D D、“和平號和

27、平號”早已失去控制，早已失去控制，“點(diǎn)點(diǎn)火火”只不過是按先前編制的程序而動作，只不過是按先前編制的程序而動作，噴火方向無關(guān)緊要，其作用是使噴火方向無關(guān)緊要，其作用是使“和平和平號號”運(yùn)動不穩(wěn)定，從而增大與空氣的阻運(yùn)動不穩(wěn)定，從而增大與空氣的阻力力55分析：答案：C56 10 10、如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)、如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1 1，然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2 2運(yùn)行，運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步最后再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步圓軌道圓軌道3 3，軌道，軌道1 1、2 2相切于相切于A A點(diǎn)，軌道點(diǎn)，軌道2

28、2、3 3相切于相切于B B點(diǎn)。則點(diǎn)。則當(dāng)衛(wèi)星分別在當(dāng)衛(wèi)星分別在1 1、2 2、3 3軌道正常運(yùn)行時，軌道正常運(yùn)行時，A AB B3 32 21 1.57 下列說法中正確的是（下列說法中正確的是（ ） A A、衛(wèi)星在軌道、衛(wèi)星在軌道3 3上的周期大于在上的周期大于在軌道軌道1 1上的周期上的周期 B B、衛(wèi)星在軌道、衛(wèi)星在軌道3 3上的速率大于在上的速率大于在軌道軌道1 1上的速率上的速率 C C、衛(wèi)星在軌道、衛(wèi)星在軌道2 2上運(yùn)行時，經(jīng)過上運(yùn)行時，經(jīng)過A A點(diǎn)時的速率大于經(jīng)過點(diǎn)時的速率大于經(jīng)過B B點(diǎn)時的速率點(diǎn)時的速率 D D、衛(wèi)星在軌道、衛(wèi)星在軌道2 2上運(yùn)行時，經(jīng)過上運(yùn)行時，經(jīng)過A A點(diǎn)

29、的加速度大于經(jīng)過點(diǎn)的加速度大于經(jīng)過B B點(diǎn)時的加速度點(diǎn)時的加速度58分析：答案：A、C、D59 11 11、據(jù)新華社報(bào)道，為了在本世、據(jù)新華社報(bào)道，為了在本世紀(jì)初葉將我國的航天員送上太空。紀(jì)初葉將我國的航天員送上太空。2002 2002 年年3 3 月月25 25 日日22 22 時時15 15 分，我分，我國成功地發(fā)射了一艘無人試驗(yàn)飛船，國成功地發(fā)射了一艘無人試驗(yàn)飛船，在完成預(yù)定任務(wù)后，飛船于在完成預(yù)定任務(wù)后，飛船于4 4月月1 1日日16 16 時時51 51 分安全著陸，共繞地球飛分安全著陸，共繞地球飛行行108 108 圈。圈。 （1 1）飛船的名稱是什么？）飛船的名稱是什么？60 （

30、2 2）飛船在運(yùn)行期間，按照地面）飛船在運(yùn)行期間，按照地面指揮控制中心的指令成功地實(shí)施了指揮控制中心的指令成功地實(shí)施了數(shù)百個動作，包括從橢圓軌道變成數(shù)百個動作，包括從橢圓軌道變成圓軌道等。假如把飛船從發(fā)射到著圓軌道等。假如把飛船從發(fā)射到著陸的整個過程中的運(yùn)動都當(dāng)作圓周陸的整個過程中的運(yùn)動都當(dāng)作圓周運(yùn)動處理，試粗略估計(jì)飛船離地面運(yùn)動處理，試粗略估計(jì)飛船離地面的平均高度，已知地球半徑的平均高度，已知地球半徑R R6.37 6.37 106m，地球表面處的重力加速度地球表面處的重力加速度g g9.80m/s9.80m/s2 261分析：答案：神舟3號h=2.910 m 562 某飛行器繞星體做近地環(huán)

31、繞的周期為某飛行器繞星體做近地環(huán)繞的周期為T，試證明試證明T2是常量（是常量（為星體平均密度）為星體平均密度） 而行星運(yùn)動的向心力是由萬有引力提供的，所以而行星運(yùn)動的向心力是由萬有引力提供的，所以 22)2(TmrrMmG334RVM近地飛行近地飛行r R則則GT32=常量63 土星外層上有一個環(huán)。為了判斷它是土星的一部分還是土星外層上有一個環(huán)。為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測量環(huán)中各層的線速度土星的衛(wèi)星群，可以測量環(huán)中各層的線速度V與該層到與該層到土星中心的距離土星中心的距離R之間的關(guān)系來判斷（之間的關(guān)系來判斷（ ）分析提示：分析提示： 若該層是土星的一部分，則若該層是土星的一部分，則V=R VR 若該層是土星的衛(wèi)星群，則若該層是土星的衛(wèi)星群，則GMm/R2=mV2/R V21/R A. 若若 VR， 則該層是土星則該層是土星的一部分的一部分B. 若若 V2R 則該層是土則該層是土星的衛(wèi)星群星的衛(wèi)星群C. 若若 V1/R 則該層是土則該層是土星的一部分星的一部分D. 若若 V21/R 則該層是土則該層是