高中物理 6.5 宇宙航行同步练习 新人教必修2

宇宙航行 例题解析2

【例3】 1999年11月21日,我国“神舟”号宇宙飞船成功发射并收回,这是我国航天史上重要的里程碑.新型“长征”运载火箭,将重达8.4 t的飞船向上送至近地轨道1,如图7-5-3所示.飞船与火箭分离后,在轨道1上以速度7.2 km/s 绕地球做匀速圆周运动,则

PQ123

图7-5-3

A.飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.飞船在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度

C.飞船在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度

D.飞船在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度

解析:讨论卫星的运行问题,必须从万有引力入手.由2rGMm=mrv2得v∝r1,故r越大,v越小,所以飞船在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率,故A错;由2rGMm=mrω2得r越大,ω越小,故飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度,故B错;由于加速度取决于力,而此处卫星的加速度是由万有引力提供的,由2rGMm=ma可知,不论飞船在哪个轨道上,只要在同一位置,其加速度就相同,故C错D对.

点评:讨论问题时,必须明确各物理量的决定因素,选用恰当的理论依据,不能凭感觉做题.

答案:D

【例4】 可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道

A.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆

B.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆

C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的

D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的

解析:此题考查人造卫星的运动规律,考查学生的分析综合能力.考查知识点是卫星圆轨道的圆心一定是地心.根据万有引力完全用于提供人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力,A选项的情景中,万有引力在某一纬度面内的一个分力提供向心力,万有引力的另一个分力会使卫星轨道离开该纬度平面;B选项的情景,万有引力全部提供了卫星圆周运动的向心力,使其轨道平面相对地心、两极固定下来,但由于地球不停地自转,轨道平面不会固定于某一经线决定的平面.故选项AB错.赤道轨道上的卫星受的万有引力全部提供向心力,除通信卫星采用“地球静止轨道”外,赤道轨道上的其他卫星都相对地球表面是运动的,故选项CD正确.

(名师选题)部编版高中物理必修二第七章万有引力与宇宙航行带答案经典大题例题

单选题

1、经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2＝3：2。则可知（ ）

A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3：2

B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2

C．m1做圆周运动的半径为25𝐿

D．m2做圆周运动的半径为25𝐿

2、北京时间2021年5月15日，在经历“黑色九分钟”后，中国首辆火星车“祝融号”与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号”火星探测器已经实现了“绕”和“落”两项目标。火星可以看成半径为R的质量均匀球体，“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周的是时间为T，“祝融号”与着陆器总质量为m，假如登陆后运动到火星赤道静止时对水平地面压力大小为F，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）

A．火星第一宇宙速度大小为4𝜋2𝑅𝑇2

B．“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于“祝融号”与着陆静止在赤道上的加速度

C．火星自转角速度大小为√𝐺𝑀𝑅3−𝐹𝑚𝑅

D．火星自转角速度大小为2π𝑇 3、2021年10月16日，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接方式，成功对接于天和核心舱径向端口。两者对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为ω，距地高度为kR，R为地球半径，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）

A．神舟十三号在低轨只需沿径向加速就可以直接与高轨的天宫空间站实现对接

B．地球的密度为3𝜔2𝑘34𝐺𝜋

C．地球表面重力加速度为𝜔2(𝑘+1)3𝑅

D．对接后的组合体的运行速度应大于7.9 km/s

6.5 《宇宙航行》学案

【课标要求】

1．了解人造卫星的有关知识。

2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度。

3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系。

【重点难点】

1． 第一宇宙速度的推导。

2．运行速率与轨道半径之间的关系。

【课前预习】

1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点

。如果速度足够大，物体就

，它将绕地球运动，成为

。

2.第一宇宙速度大小为

，也叫

速度。第二宇宙速度大小为

，也叫

速度。第三宇宙速度大小为 ，也叫 速度。第一宇宙速度，是发射卫星的________速度，同时也是卫星绕地球做匀速圆周运动时的________速度。

3 .①世界上第一颗人造卫星是1957年10月4日在 发射成功的，卫星质量为 kg，绕地球飞行一圈需要的时间为 。

②世界上第一艘载人飞船是1961年4月12日在 发送成功，飞船绕地球一圈历时 。

③世界上第一艘登月飞船是1969年7月16日9时32分在 发送成功进入月球轨道； 飞船在月球表面着陆； 宇航员登上月球。

④中国第一艘载人航天飞船在2003年10月15日9时在 发送成功的，飞船绕地球 圈后，于 安全降落在 主着陆场。 成为中国登上太空的第一人。

[探究与生成]

[问题1] 人造卫星

[教师点拨]

1.在地面上抛出的物体，由于受到地球引力的作用，所以最终都要落回到地面. 由平抛物体的运动规律知：x=v0t…………………..①，t=gh2 ……………………….②。联立①、②可得：x=v0gh2，即物体飞行的水平距离和初速度v0及竖直高度h有关，在竖直高度相同的情况下，水平距离的大小只与初速度v0有关，水平初速度越大，飞行的越远.

1 / 9 第六章限时检测

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(江西金溪一中08～09学年高一下学期月考)下面说法中正确的有( )

A．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B．经典力学只适用于高速运动和宏观世界

C．海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的

D．牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律并给出了引力常量的值

答案：C

2．(四川绵阳南山中学08～09学年高一下学期期中)我们在推导第一宇宙速度时，需要做一些假设．例如：(1)卫星做匀速圆周运动；(2)卫星的运转周期等于地球自转周期；(3)卫星的轨道半径等于地球半径；(4)卫星需要的向心力等于它在地面上的重力．上面的四种假设正确的是( )

A．(1)(2)(3)

B．(2)(3)(4)

C．(1)(2)(4)

D．(1)(3)(4)

答案：D

3．“和平号”飞船(如图所示)历经15年的太空非凡表演，终于在2001年3月23日北京时间14时2分谢幕．为使“和平号”退出舞台，科学家在“合适的时间，合适的地点”进行了三次“点火”，终于使其准确地坠落在南太平洋的预定区域，关于“点火”的作用( )

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A．由GM/r＝v2可知，卫星在近地轨道的速度大，为使“和平号”高度下降，就使其速度增加，故点火时喷“火”方向应与“和平号”运动方向相反

B．“点火”时喷火方向应沿背离地心方向，这样才能由于反冲，迫使“和平号”降低高度

C．“点火”时喷火方向应与“和平号”运动方向相同，使“和平号”减速，由GM/r＝v2知，当速度减小时，由于万有引力大于“和平号”运动时所需的向心力，故“和平号”将降低高度