專(zhuān)題 宇宙航行的幾種典型問(wèn)題 導(dǎo)學(xué)案 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

學(xué)校課型習(xí)題課課時(shí)1課題專(zhuān)題宇宙航行的幾種典型問(wèn)題（學(xué)案2）年級(jí)高一學(xué)習(xí)目標(biāo)1.變軌與對(duì)接問(wèn)題。2.赤道上的物體、近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的異同點(diǎn)。3.人造衛(wèi)星的超重與失重。4.衛(wèi)星相距最近和最遠(yuǎn)的條件?；A(chǔ)知識(shí)【必備知識(shí)過(guò)關(guān)練】(1)當(dāng)萬(wàn)有引力大于meq\f(v2,r)時(shí)，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)。()(2)衛(wèi)星在同一點(diǎn)的加速度相等，與衛(wèi)星的軌道無(wú)關(guān)。()(3)赤道上物體的線速度一定小于7.9km/s。()(4)赤道上物體的向心加速度a＝9.8m/s2。()習(xí)題C1．(2019·江蘇卷)1970年成功發(fā)射的“東方紅一號(hào)”是我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)。如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度分別為v1、v2，近地點(diǎn)到地心的距離為r，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。則()A．v1>v2，v1＝eq\r(\f(GM,r)) B．v1>v2，v1>eq\r(\f(GM,r))C．v1<v2，v1＝eq\r(\f(GM,r)) D．v1<v2，v1>eq\r(\f(GM,r))2．假設(shè)在太空中有兩個(gè)宇宙飛船a、b，它們?cè)趪@地球的同一圓形軌道上同向運(yùn)行，飛船a在前、b在后，且都安裝了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)要想讓飛船b盡快追上飛船a并完成對(duì)接，對(duì)飛船b應(yīng)采取的措施是()A．沿運(yùn)動(dòng)方向向前噴氣B．沿運(yùn)動(dòng)方向向后噴氣C．沿運(yùn)動(dòng)方向先向前噴氣，適當(dāng)時(shí)候再向后噴氣D．沿運(yùn)動(dòng)方向先向后噴氣，適當(dāng)時(shí)候再向前噴氣3.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b是近地衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，已知地球自轉(zhuǎn)周期為24h，所有衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則()A．a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度gB．在相同時(shí)間內(nèi)b轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)C．c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是eq\f(π,6)D．d的運(yùn)動(dòng)周期可能是23h4．(科技情境命題)“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2在同一軌道上繞地心O沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，某時(shí)刻它們分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖所示，已知地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力，以下判斷正確的是()A．這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小為eq\f(r2,R2)gB．這兩顆衛(wèi)星的角速度大小為Req\r(\f(g,r))C．衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)至位置B所需時(shí)間為eq\f(πr,3R)eq\r(\f(r,g))D．如果使衛(wèi)星1加速，它就一定能追上衛(wèi)星2二、多項(xiàng)選擇題5.2019年1月3日10時(shí)26分，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功著陸在月球背面的預(yù)選著陸區(qū)。如圖所示，甲、乙為著陸前變軌過(guò)程中的兩個(gè)軌道，其中甲軌道的半長(zhǎng)軸與乙軌道的圓周運(yùn)動(dòng)半徑相同。關(guān)于“嫦娥四號(hào)”，以下說(shuō)法正確的是()A．在兩軌道交點(diǎn)P處時(shí)的加速度相同B．在兩軌道上的運(yùn)行周期相等C．在甲軌道近月點(diǎn)的速度不可能大于月球的第一宇宙速度D．在乙軌道的速度大于月球的第一宇宙速度6．(科技情境命題)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，如圖所示，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的航天飛機(jī)在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近，并將在橢圓的近月點(diǎn)B處與空間站軌道對(duì)接。已知空間站繞月運(yùn)行的軌道半徑為r,周期為T(mén)，引力常量為G，月球的半徑為R。下列描述或結(jié)論正確的是()A．航天飛機(jī)到達(dá)B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道時(shí)必須減速B．圖中的航天飛機(jī)正在加速飛向B處C．月球的質(zhì)量M＝eq\f(4π2R3,GT2)D．月球的第一宇宙速度v＝eq\f(2πr,T)三、非選擇題7.如圖所示，一顆衛(wèi)星在近地軌道1上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道1的半徑可近似等于地球半徑，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到軌道1上A點(diǎn)時(shí)進(jìn)行變軌，進(jìn)入橢圓軌道2，其遠(yuǎn)地點(diǎn)B離地面的距離為地球半徑的2倍，已知地球的密度為ρ，引力常量為G，求：(1)衛(wèi)星在軌道1上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；(2)衛(wèi)星在軌道2上從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間。8．一顆在赤道上空飛行的人造地球衛(wèi)星，其軌道半徑為r＝3R(R為地球半徑)，運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，已知地球表面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω0，求：(1)該衛(wèi)星的運(yùn)行周期；(2)若某一時(shí)刻該衛(wèi)星通過(guò)赤道上某建筑物的正上方，再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間它又一次出現(xiàn)在該建筑物正上方。課堂小結(jié)習(xí)題B培優(yōu)衛(wèi)星相距最近和最遠(yuǎn)的條件1．(多選)如圖所示，有A、B兩個(gè)行星繞同一恒星O沿不同軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向相同。A行星的周期為T(mén)1，B行星的周期為T(mén)2，在某一時(shí)刻兩行星第一次相距最近(即兩行星距離最近)，則()A．經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝T1＋T2兩行星將第二次相距最近B．經(jīng)過(guò)時(shí)間t＝eq\f(T1·T2,T2－T1)，兩行星將第二次相距最近C．經(jīng)過(guò)時(shí)間t′＝eq\f(T1＋T2,2)，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)D．經(jīng)過(guò)時(shí)間t′＝eq\f(T1·T2,2T2－T1)，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)習(xí)題A誤區(qū)將地面上的物體與近地衛(wèi)星混淆1．(多選)如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星。B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星，它們的旋轉(zhuǎn)方向