高三一輪復(fù)習(xí)宇宙航行

1、高碑店一中高三物理復(fù)習(xí)必修2 2013-10-9 編號(hào)：23第5講宇宙航行、宇宙速度宇宙速度數(shù)值(km/s)意義第一宇 宙速度7.9衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度.若7.9 km/swv11.2 km/s,物體繞 運(yùn)行(環(huán)繞速度)第二宇 宙速度11.2物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度.若11.2 km/swv16.7 km/s,物體將脫離 在宇宙空間運(yùn)行(逃逸速度)思考1三種宇宙速度是環(huán)繞速度還是發(fā)射速度？發(fā)射衛(wèi)星的最小速度是多大？衛(wèi)星繞地 球在圓形軌道上運(yùn)行的最大速度為多大？思考2不同星球的第一宇宙速度由什么決定？二、人造衛(wèi)星.人造衛(wèi)星的參量：(1)人造衛(wèi)星的動(dòng)力學(xué)特征萬(wàn)有引力提供向心

2、力，即G%mv7=mrco2=m(K2r.(2)人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征線速度v： v= ,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的線速度減小。角速度3： 3= ,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的角速度減小.周期T： T=2tt ,隨著軌道半徑的增大，衛(wèi)星的周期增大.地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)(1)軌道平面一定：(2)周期一定：與地球 ,即T= 24 h= 86400 s.(3)角速度-1定: 與地球自轉(zhuǎn)的 Mm 4 7 /目 3 GMT2_4 .r(4)局度一te：據(jù)G-p-nm?2r得r=41 =4.24X10 km ,衛(wèi)星離地面圖度R=6R(為恒量).忍別人所不能忍的痛，吃別人所不能吃的苦，方能收獲別人所得不到的收獲(

3、5)速率一定：運(yùn)動(dòng)速度 v = 2兀/T = 3.07 km/s(為恒量).(6)繞行方向一定：與地球自轉(zhuǎn)的 .極地衛(wèi)星和近地衛(wèi)星(1)極地衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)每圈都經(jīng)過(guò)南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋.(2)近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于,其運(yùn)行線速度約為 7.9 km/s.(3)兩種衛(wèi)星的軌道平面一定通過(guò) .名師指津：(1)衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小周期約為85分鐘.(2)人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí)，處于失重狀態(tài)，并不是不受重力作用，是因?yàn)橹亓ν耆脕?lái)提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.考點(diǎn)一：天體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中基本參量的計(jì)算例1如圖441所示，a、

4、b是兩顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，它們距地面 TOC o 1-5 h z 的高度分別是 R和2R(R為地球半徑).下列說(shuō)法中正確的是()a、b的線速度大小之比是 也:1/ )a、b的周期之比是1:2亞/ / :a、b的角速度大小之比是3加:4 Ha、b的向心加速度大小之比是9:4 ，、一/【變式訓(xùn)練1】 質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行,其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知月球質(zhì)量為 M月球半徑為 R月球表面重力加速度為g,引力常量為G不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的A.線速度v =GMC.運(yùn)行周期T = 2兀D,向心加速度a=GmR2軌道I,產(chǎn)/軌道n:“卷考點(diǎn)二：衛(wèi)星的變軌運(yùn)動(dòng)

5、分析例2 (2012德州模擬)2009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道I進(jìn)入橢圓軌道n, B為軌道n上的一點(diǎn)，如右圖所示.關(guān)于航天高碑店一中高三物理復(fù)習(xí)必修2 編訂：徐國(guó)花 審定；楊曉燕 2013-10-9 編號(hào)：23飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.在軌道n上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度B.在軌道n上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能小于在軌道I上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能C.在軌道n上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速度大于7.9 km/sD.在軌道n上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度小于在軌道I上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度【變式訓(xùn)練2 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再

6、次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3,軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖443所示.則衛(wèi)星分別在 1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度考點(diǎn)三：物理思想方法一一估算法在航天問(wèn)題上的應(yīng)用例3 （2011新課標(biāo)全國(guó)卷）衛(wèi)星電話信號(hào)需要通過(guò)地球同步衛(wèi)星傳送.如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近于（可能用到的數(shù)

7、據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3.8X105 km,運(yùn)行周期約為27天，地球半徑約為6400 km,無(wú)線電信號(hào)的傳播速度為 3X108 m/s）（）A. 0.1s B. 0.25 s C. 0.5 s D. 1 s【變式訓(xùn)練3已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍.若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為（）A. 6小時(shí) B, 12小時(shí)C, 24小時(shí) D. 36小時(shí)易錯(cuò)盤(pán)點(diǎn) 易錯(cuò)點(diǎn)1不理解發(fā)射速度與運(yùn)行速度關(guān)系【典例1人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也可以沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng).對(duì)忍別人所不能忍的痛、吃別人所不能

8、吃的苦、方能收獲別人所得不到的收獲于沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下列說(shuō)法正確的是（A.近地點(diǎn)速度一定等于7.9 km/s.遠(yuǎn)地點(diǎn)速度一定小于7.9 km/sC.發(fā)射此衛(wèi)星的速度一定大于7.9 km/s D .近地點(diǎn)速度一定小于7.9 km/s易錯(cuò)點(diǎn)2混淆同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、地球赤道上物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)【典例2同步衛(wèi)星離地心距離為r,運(yùn)行速率為v 1,加速度為ai；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為V 2,地球半徑為R,則下列比值正確的是a1rA.a2 Ra1 R 2B. a2 rv 1rC.V 2 R_ v 1 D.V 2易錯(cuò)點(diǎn)3對(duì)變軌過(guò)程中的能量變化認(rèn)識(shí)不清導(dǎo)致出錯(cuò)【

9、典例3 近地人造地球衛(wèi)星沿圓軌道運(yùn)行時(shí)，由于受到大氣的摩擦作用，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀況發(fā)生了變化，關(guān)于這顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A.線速度逐漸減小B.環(huán)繞周期逐漸增大C.向心加速度逐漸增大D.角速度逐漸減小課時(shí)作業(yè):1.我國(guó)未來(lái)將建立月球基地,并在繞月軌道上建造空間站.如練圖4 41所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接，已知空間站繞月軌道半徑為r,周期為T(mén),萬(wàn)有引力常量為G,下列說(shuō)法中不正確的是A.圖中航天飛機(jī)正加速飛向B處B .航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)火減速C.根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D.根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小

10、2. （2013重慶市月考）由于某種原因，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑減小了，那么，衛(wèi)星的（）A.速率變大，周期變大B.速率變小，周期變大C.速率變大，周期變小D.速率變小，周期變小“長(zhǎng)征3. （2013河南偃師月考）2012年3月31日18時(shí)27分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用7號(hào)通信衛(wèi)星成功送入預(yù)號(hào)乙”運(yùn)載火箭，將法國(guó)泰雷茲阿萊尼亞宇航公司制造的亞太高碑店一中高三物理復(fù)習(xí)必修2 編訂：徐國(guó)花 審定；楊曉燕2013-10-9 編號(hào)：23定軌道.亞太7號(hào)衛(wèi)星將接替在軌運(yùn)行的亞太2R衛(wèi)星，定點(diǎn)于東經(jīng) 76.5度赤道上空，可為亞洲、中東、非洲、澳大利亞、歐洲等提供電視傳輸和衛(wèi)星通信服務(wù)，并為中國(guó)、中東、中亞

11、、非洲等提供電視直播和跨洲際通信廣播服務(wù).則下列有關(guān)亞太 2R衛(wèi)星與亞太7號(hào)通信衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是 （）A.相對(duì)于地面靜止，軌道半徑為確定值B.亞太2R衛(wèi)星被替代后，如果要想返回地球必須對(duì)其進(jìn)行加速C.角速度小于靜止在地球赤道上物體的角速度D.向心加速度大于靜止在地球赤道上物體的向心加速度4. （2013黑龍江省大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)期中考試）“神舟九號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列事件不可能發(fā)生的是 （）A.航天員在軌道艙內(nèi)能利用彈簧拉力器進(jìn)行體能鍛煉B.懸浮在軌道艙內(nèi)的水呈現(xiàn)圓球狀C.航天員出艙后，手中舉起的五星紅旗迎風(fēng)飄揚(yáng)D.從飛船艙外自由釋放的伴飛小衛(wèi)星與飛船的線速度相等5.如練圖4-4-

12、3所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn).已知 A、B、C繞地心 TOC o 1-5 h z 運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說(shuō)法中正確的是（）/一、A.物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B.物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度A ;XC.衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星 C在該點(diǎn)的加速度一定相同D.衛(wèi)星B在P點(diǎn)的線速度與衛(wèi)星 C在該點(diǎn)的線速度一定相同、一，（2013廣西南寧二中、柳州高中、玉林高中聯(lián)考）繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的地球同步衛(wèi)星，距離地面高度約為地球半徑的5.6倍，線速度大小為 vi,周期為T(mén)i；繞地球做勻速圓

13、周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，距離地球表面高度為地球半徑的2倍，線速度大小為 v2,周期為T(mén)2；地球A . v 2 v 1v 3v 1v 2 v 3Ti = T3T2T3赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v3,周期為T(mén)3,則下列關(guān)系正確的是（）（2013陜西省西安八校聯(lián)考）地球赤道上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)， 所受的向心力為 F1,向 心加速度為a1,線速度為v 1,角速度為 以；繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星 （高度 忽略），所受的向心力為 F2,向心加速度為 a2,線速度為v 2,角速度為32；地球的同步衛(wèi)忍別人所不能忍的痛, 吃別人所不能吃的苦, 方能收獲別人所得不到的收獲星所受的向心力為 F3,向心加速度為S3,線速度為v 3,角速度為 但；地球表面的重力加 速度為g,第一宇宙速度為 V,假設(shè)三者質(zhì)量相等，則 （）A. Fi= F2F3B. ai= a2= ga3C. vi = v2= vv3D. 3=%32（2013云南省昆明一中月考）“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星繞地運(yùn)行一段時(shí)間后，離開(kāi)地球飛向月球.如