6.5宇宙航行學(xué)案(人教版必修2)[工作范文]

1、6.5宇宙航行學(xué)案（人教版必修 2）5宇宙航行學(xué)案.宇宙速度是指衛(wèi)星在 繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，也是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的 速度.宇宙速度也是將衛(wèi)星發(fā)射出去使其繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的發(fā)射速度，其大小為.第二宇宙速度是指將衛(wèi)星發(fā)射出去使其克服，永遠(yuǎn)離開(kāi)地球，即掙脫地球的束縛所需要的最小發(fā)射速度，其大小為.第三宇宙速度是指使發(fā)射出去的衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)的束縛，飛到外所需要的最小發(fā)射速度，其大小為 .人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，其所受地球?qū)λ奶峁┧鰣A周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有：Gr2 =,由此可得V =, 3 =, T=.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其環(huán)繞速度可以是下列的哪些數(shù)據(jù)A. 定等于7

2、.9/sB. 等于或小于 7.9/sc .一定大于7.9/sD.介于 7.9/s 11.2/s.關(guān)于宇宙速度，以下敘述正確的是A. 它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B. 它是近地圓軌道上人造衛(wèi)星運(yùn)行的速度c .它是使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D.它是人造衛(wèi)星發(fā)射時(shí)的最大速度.假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增加到原來(lái)的2倍，且仍做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是根據(jù)公式v =3r可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原 來(lái)的2倍 根據(jù)公式 F= v2r可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的12根據(jù)公式F=Gr2，可知地球提供的向心力將減小到原來(lái)的14根據(jù)上述和給出的公式，可知衛(wèi)星運(yùn)行的線速度

3、將減小到原來(lái)的2A.B.c .D.【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一宇宙速度.下列表述正確的是A. 宇宙速度又叫環(huán)繞速度B. 宇宙速度又叫脫離速度c .宇宙速度跟地球的質(zhì)量無(wú)關(guān)D.宇宙速度跟地球的半徑無(wú)關(guān).恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏 儒”一一中子星.中子星的半徑較小，一般在720,但它的密度大得驚人.若某中子 星的半徑為10,密度為2X 1017g/3，那么該中子星上的宇宙速度約為A. 7.9/sB . 16.7/sc. 2.9 X 104/sD . 5.8 X 104/s知識(shí)點(diǎn)二人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為R,線速度為v,周期為T,若使該衛(wèi)星的周

4、期變?yōu)?T,可行的辦法是A. R不變，線速度變?yōu)?v2B. v不變，使軌道半徑變?yōu)?Rc .軌道半徑變?yōu)?4RD. v不變，使軌道半徑變?yōu)镽2.在圓軌道上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量為的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑 R地面上的重力加速度為 g,求：衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度；衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期.知識(shí)點(diǎn)三 地球同步衛(wèi)星.關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是A. 它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同B. 它的周期、高度、速度大小都是一定的c .我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星可以定點(diǎn)在北京上空D.我國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星必須定點(diǎn)在赤道上空.據(jù)報(bào)道，我國(guó)的數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”于XX年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過(guò) 4次變

5、軌控制后，于 5月1日成 功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道.關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說(shuō)法正確的是A. 運(yùn)行速度大于 7.9/sB. 離地面高度一定，相對(duì)地面靜止c .繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小 相等【方法技巧練】衛(wèi)星變軌問(wèn)題的分析方法.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，圖1先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道 1,然后點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(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1所示，則當(dāng)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上的速率大于在軌道

6、 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.宇宙飛船在軌道上運(yùn)行，由于地面指揮人員發(fā)現(xiàn)某一 火箭殘?bào)w的軌道與飛船軌道有一交點(diǎn)，通知宇航員某一時(shí)間飛船有可能與火箭殘?bào)w相遇.宇航員隨即開(kāi)動(dòng)飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)使飛船加速，脫離原軌道，關(guān)于飛船的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō) 法正確的是A.飛船高度降低B.飛船高度升高c .飛船周期變小D.飛船的向心加速度變大參考答案課前預(yù)習(xí)練.近地軌道最大環(huán)繞 最小 7.9/s.地球引力引力 11.2/s.引力太陽(yáng)系 1

7、6.7/s.引力 v2r 3 2r 2r Gr Gr3n r3G.B.Bc 宇宙速度是指衛(wèi)星圍繞天體表面做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)的線速度，滿足關(guān)系 GR2= v2R,即v = GR且由該式知， 它是最大的環(huán)繞速度；衛(wèi)星發(fā)射得越高，需要的發(fā)射速度越 大，故宇宙速度等于最小發(fā)射速度的數(shù)值，因此B、c正確.D 人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球 對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供，由F= Gr2知軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，地球提供的向心力等于衛(wèi)星所需的向心力，將變?yōu)?原來(lái)的14,錯(cuò)誤，正確；由 Gr2= v2r得v = Gr知r增 加到原來(lái)的2倍時(shí)，速度變?yōu)樵瓉?lái)的22,錯(cuò)誤，正確，故D正確.課堂探究練.A 宇宙速

8、度又叫環(huán)繞速度，A對(duì)，B錯(cuò).根據(jù) GR2=v2R可知環(huán)繞速度與地球的質(zhì)量和半徑有關(guān)，c、D錯(cuò).D 中子星上的宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞 速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是該中子星的半徑， 且中子星對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，由 Gr2 = v2r ,得 v = 6，又=p V= p 4 n r33，得 v = r4 n Gp 3 =X 104 X 4 X 3.14 X 6.67 X 10 11 X 1.2 X 10173/s = 5.8X 107/s.點(diǎn)評(píng) 宇宙速度是衛(wèi)星緊貼星球表面運(yùn)行時(shí)的環(huán)繞速 度，由衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力即Gr2 = v2r便可求得v=Gr.c 由 GR2=

9、R4n 2T2 得，T= 4n 2R3G= 2n R3G 所 以 T= 2T= 2 n R 3G,解得 R= 34R,故選 c.gR2 4 n 2Rg解析 人造地球衛(wèi)星受地球的引力提供向心力，則G2= v22R在地面，物體所受重力等于萬(wàn)有引力，GR2= g兩式聯(lián)立解得v = gR2.T = 2n rv = 2n ?2RgR2= 4 n 2Rg.ABD.Bc 由題意知，定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”是同步衛(wèi)星，即 T = 24h .由 Gr2= v2r = co 2r = 4 n 2T2r = a,得：v=Gr，運(yùn)行速度應(yīng)小于宇宙速度，A錯(cuò)誤.r = 3GT24n 2，由于T 一定，故r 一定，所以離地高度一定，B正確.由3= 2n T, T同3月，c正確.a= r 3 2 = r2.赤道上物體的軌道半 徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，故赤道上物體的向心加速度小 于同步衛(wèi)星的向心加速度，D錯(cuò)誤.BD 本題主要考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，尤其是考查了地球同步衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程，對(duì)考生理解物理模型有很高的要求.由Gr2 = v2r得，v = Gr.因?yàn)閞3r1，所以v3r1 ,所以3 3 3 1.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)Q點(diǎn)時(shí)的加速度為地球引力產(chǎn)生的加速度，而在軌道 2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)，