试题-全国-2009_高中物理宇宙航行名师点拨 新人教版必修二.rar

用心爱心专心第五节宇宙航行探索：自学尝试解决下列问题对发射人造地球卫星的可行性，牛顿是如何猜想的？你从中有何启发？牛顿在思考万有引力时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。三个宇宙速度各是多少？有何物理意义？第一宇宙速度7.9km/s，又叫环绕速度，是物体在地面附近绕地球作匀速圆周运动的速度。第二宇宙速度11.2km/s，又叫脱离速度，是物体克服地球引力脱离地球绕太阳公转的速度。第三宇宙速度16.7km/s，又叫逃逸速度，是物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的速度。第一宇宙速度是如何计算出来的？设地球的质量为M，绕地球作匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r。飞行器运动所需向心力是由万有引力提供的，所以由此解出近似看作r与地球半径相等，把数据代入，可以算出v=7.9Km/s请说说人类探索宇宙奥秘的进程，你有何感想？探索宇宙奥秘，奔向广阔而遥远的太空，是人类自古以来的梦想。19世纪中叶，俄罗斯学者齐奥尔科夫斯基指出，利用喷气推进的多级火箭，是实现太空飞行最有效的工具。1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星在苏联发射成功。到今天人类已向太空发射了数以千计的包括卫星、空间站在内的航天器。1961年4月12日，苏联空军少校加加林进入了载人飞船。铸就了人类进入太空的丰碑。1969年7月16日，阿波罗11号飞船点火升空，拉开了人类登月这一伟大历史事件的帷幕。与此同时，探索太空，寻找人类知音的活动也在持续进行。“先驱者”10号、11号及“旅行者”1号和2号先后出发，进入了茫茫太空，开始了他们的探索之旅。由此可见，人类探索太空奥秘的进程是艰难的，曲折的，卓有成效的。你对我国的卫星技术了解多少？有何感想？中国的航空航天技术一直处于世界领先地位，1992年，中国载人航天工程正式启动，伴随着神州5号的发射成功，中国已正式启动“嫦娥工程”，开始了宇宙探索的新征程。至今已把神州六号载人宇宙飞船发射升空，是世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础。要点归纳基本思想地球对人造卫星提供万有引力，充当向心力，绕地球作匀速圆周运动。宇宙速度第一宇宙速度7.9km/s第二宇宙速度11.2km/s第三宇宙速度16.7km/s第一宇宙速度的计算设地球质量M，绕地球表面作匀速圆周运动的飞行器的质量为m，速度v，地球半径R。飞行器运行所需要的向心力由万有引力提供，所以由此解出代入数据得发射速度与运行速度发射速度：将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的初速度。运行速度：卫星在轨道上绕地球作匀速圆周运动所具有的速度。说明：（1）由于发射过程中要克服地球的引力和阻力做功，所以发射速度大于运行速度。发射速度越大，卫星离地面越高，实际绕地球运行的速度越小。向高轨道发射卫星比向低轨道发射卫星要困难得多。（2）本节中的宇宙速度是指在地球上满足不同需要的发射速度，不是运行速度。5．同步卫星所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，T=24h。同步卫星必须位于赤道正上方一定高度，具有确定的线速度和角速度。通讯卫星是同步卫星。例题探究与解答例1我们国家在1996年成功发射了一颗实用地球同步卫星，从1999年至今已经多次将“神州”号宇宙飞船送入太空，。在某次试验中，飞船在空中飞行了36h，环绕地球24圈。那么，同步卫星与飞船在轨道上正常运行相比较（）A．卫星运转周期比飞船大B．卫星运转速度比飞船大C．卫星运转加速度比飞船大D．卫星离地高度比飞船大分析：宇宙飞船在太空环绕地球运行时，相当于地球的一颗卫星，它与同步卫星都是万有引力提供向心力。根据周期的大小可以判断以上各量的大小关系。解答：略答案：AD例2假设地球的质量不变，半径增大到原来的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（）A．倍B．倍C．1/2倍D．2倍分析：根据第一宇宙速度与地球半径的关系可得正确结论。解答：略答案：B例3地球和月球的质量之比为81/1，半径之比为4/1，求在地球上和月球上发射卫星所需最小速度之比。分析：在星球表面附近，物体绕星球作圆周运动所需的向心力均来源于星球的万有引力，本题的最小速度其实就是第一宇宙速度。解答：根据第一宇宙速度的表达式得说明：本题用比例关系求解显得更简单。例4卫星绕地球作匀速圆周运动，试估算最小周期为多少？（）分析：卫星的运行轨道半径越小，周期越小。所以卫星在近地轨道运行时周期为最小周期。解答：在地面附近，有由万有引力提供向心力，得两式联立得说明：在某些天体运动的题目中，似乎已知量不够，但巧妙的利用可以代换一些未知量。合作求解1．想一想第一宇宙速度除前面的计算方法外还可以如何计