6宇宙航行習題課

1、152010高效課堂 高一物理導學案 必修一、第六章、萬有引力與航天 編號:5 第6節(jié).宇宙航行習題課 主備人:馬治亮 審核人:管雙杰一.同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、地球赤道上物體運動的特點epq地球例1如圖，地球赤道上的山丘e，近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運動.設(shè)e、p、q的圓周運動速率分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則Av1v2v3 Bv1v3a2a3 Da1a3a2變式1.如圖所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運行速率為v1，向心加速度為a1；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v2，地球半徑為R，則下列比值正確的

2、是 ()A.eq f(a1,a2)eq f(r,R) B.eq f(a1,a2)(eq f(R,r)2C.eq f(v1,v2)eq f(r,R) D.eq f(v1,v2) eq r(f(R,r)二.衛(wèi)星變軌問題衛(wèi)星發(fā)射通常采取變軌的方式，圖為同步衛(wèi)星發(fā)射過程。 （1） 對A、C圓軌道，rArB ,所以衛(wèi)星在停泊軌道A與同步軌道C上運行速度vA vB。 （2）對橢圓軌道B，近地點速度 遠地點速度。（3）對變軌處，小圓軌道到橢圓軌道，橢圓軌道到大圓軌道，均為小軌道到大軌道，均為 速。反之從大軌道到小軌道需 速。例2.2010年10月26日21時27分，北京航天飛行控制中心對“嫦娥二號”衛(wèi)星實施

3、了降軌控制，約18分鐘后，衛(wèi)星成功進入了遠月點100公里、近月點15公里的試驗軌道，為在月球虹灣區(qū)拍攝圖像做好準備如圖5為“嫦娥二號”某次在近地點A由軌道1變軌為軌道2的示意圖，下列說法中正確的是 ()A“嫦娥二號”在軌道1的A點處應(yīng)點火加速 B“嫦娥二號”在軌道1的A點處的速度比在軌道2的A點處的速度大C“嫦娥二號”在軌道1的A點處的加速度比在軌道2的A點處的加速度大123pQ圖6-1D“嫦娥二號”在軌道1的周期小于軌道2的周期變式2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1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P

4、點，如圖6-1所示，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（ ）A.衛(wèi)星在軌道3上速率大于在軌道1的速率B.衛(wèi)星在軌道3上角速度大于在軌道1的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D. 衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度三.雙星宇宙中兩顆靠得比較近的恒星稱為雙星，它們離其它星球都較遠，因此其它星球?qū)λ鼈兊娜f有引力可以忽略不計。它們繞兩者連線上某固定點做勻速圓周運動例3：宇宙中兩顆相距較近的天體均為“雙星”，它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，而不至因為萬有引力的作用而吸引到一起。設(shè)兩者的質(zhì)量分別

5、為m1 和m2， 兩者相距L，求： (1).雙星的軌道半徑之比；(2).雙星的線速度之比；(3).雙星的角速度。課后作業(yè)1.地球上站立著兩位相距非常遠的觀察者，發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星相對自己靜止不動，則這兩位觀察者及兩顆衛(wèi)星到地球中心的距離是（ ）A. 一個人在南極，一個人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B. 一個人在南極，一個人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不相等C. 兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不相等D. 兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等2下列說法中正確的是（ ）A第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運行的最大環(huán)繞速度，也是發(fā)射衛(wèi)星具有的最小發(fā)射速度

6、 B可以發(fā)射一顆運行周期為80min的人造地球衛(wèi)星C第一宇宙速度等于7.9Km/s，它是衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動的線速度的大小D地球同步衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度3. 神舟六號載人航天飛船經(jīng)過115小時32分鐘的太空飛行，繞地球飛行77圈，飛船返回艙終于在2005年10月17日凌晨4時33分成功著陸，航天員費俊龍、聶海勝安全返回。已知萬有引力常量G,地球表面的重力加速度g，地球的半徑R。神舟六號飛船太空飛近似為圓周運動。則下列論述正確的是（ ）A. 可以計算神舟六號飛船繞地球的太空飛行離地球表面的高度hB. 可以計算神舟六號飛船在繞地球的太空飛行的加速度C. 飛船返回艙打開減

7、速傘下降的過程中，飛船中的宇航員處于失重狀態(tài)D. 神舟六號飛船繞地球的太空飛行速度比月球繞地球運行的速度要小4據(jù)報道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個在地球表面重量為600N的人在這個行星表面的重量將變?yōu)?60N。由此可推知，該行星的半徑與地球半徑之比約為（ ）A、0.5 B、2 C、3.2 D、4 5.同步衛(wèi)星離地球球心的距離為r，運行速率為v1，加速度大小為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R。則( )A、a1:a2=r:R B、a1:a2=R2:r2 C、v1:v2=R2:r2 D、6如圖4所示，

8、假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道運動，到達軌道的A點點火變軌進入橢圓軌道，到達軌道的近月點B再次點火進入近月軌道繞月球做圓周運動則()A飛船在軌道上的運行速度為eq r(g0R)B飛船在A點處點火時，速度增加C飛船在軌道上運行時通過A點的加速度大于在軌道上運行時通過A點的加速度D飛船在軌道繞月球運行一周所需的時間為2 eq r(f(R,g0)7設(shè)地球的半徑為R0，質(zhì)量為m的衛(wèi)星在距地面R0高處做勻速圓周運動，地面的重力加速度為g0，則以下說法錯誤的是（ ）A.衛(wèi)星的線速度為； B.衛(wèi)星的角速度為；C.衛(wèi)星的加速度為； D.衛(wèi)星的周期；8兩顆靠得

9、很近的天體稱為雙星，它們都繞兩者連線上某點做勻速圓周運動，因而不至于由于萬有引力而吸引到一起，以下說法中正確的是：A、它們做圓周運動的角速度之比與其質(zhì)量成反比。B、它們做圓周運動的線速度之比與其質(zhì)量成反比。C、它們做圓周運動的半徑與其質(zhì)量成正比。D、它們做圓周運動的半徑與其質(zhì)量成反比。9.已知地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G。某繞地球圓周運動的衛(wèi)星的運行速率為v，求它的加速度a和運行周期T。10.已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)推導第一宇宙速度v1的表達式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T的表達式11.兩個星球組成雙星，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上某點做周期相同的勻速圓周運動?，F(xiàn)測得兩星中心距離為R，其運動周期為T，求兩星的總質(zhì)量。（引力常量為G）12.國執(zhí)行首次載人航天飛行的神州五號飛船于2003年10月15日在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空飛船由長征-2F運載火箭先送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道，在B點實施變軌后，再進入預定圓軌道，如圖所示已知飛船在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，近地點A距地面高度為h1，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，求：BA預定圓軌道地球（1）飛船在近地點A的加速度aA為多大