1、7.4 宇宙航行1. 了解人造衛(wèi)星的有關(guān)知識(shí)；2.知道三個(gè)宇宙速度的含義，會(huì)推導(dǎo)第一宇宙速度。學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：地球上的物體，怎樣才能離開地球進(jìn)行宇宙航行呢？思考：地球上的物體，怎樣才能離開地球進(jìn)行宇宙航行呢？思考：以多大的速度拋出這個(gè)物體，它才會(huì)繞地球表面運(yùn)動(dòng)，不會(huì)落下來？(已知=6.6710-11Nm2/kg2 , 地球質(zhì)量M=5.891024kg, 地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g=9.8m/s2 )法一：萬有引力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力法二：在地面附近，重力提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力宇宙速度1、第一宇宙速度物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，叫做第一宇宙速度。 思考：

2、1.向高軌道發(fā)射衛(wèi)星與發(fā)射近地衛(wèi)星相比,哪個(gè)需要的發(fā)射速度大？為什么？2.高軌道衛(wèi)星與近地衛(wèi)星相比哪個(gè)運(yùn)行速度大？為什么？注意：人造衛(wèi)星的發(fā)射速度與運(yùn)行速度是兩個(gè)不同的概念 發(fā)射速度 指被發(fā)射物體離開地面時(shí)的速度運(yùn)行速度 指衛(wèi)星在穩(wěn)定的軌道上繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度第一宇宙速度（ V1=7.9km/s ）最小發(fā)射速度最大運(yùn)行速度思考：衛(wèi)星的 的關(guān)系 小小小大小近地衛(wèi)星的周期是多大？2、第二宇宙速度當(dāng)物體的速度等于或大于11.2km/s時(shí)，它就會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開地球。我們把11.2km/s叫做第二宇宙速度。3、第三宇宙速度當(dāng)物體的速度等于或大于16.7km/s時(shí)，物體可以掙脫太陽引力的束縛，飛

3、到太陽系以外的宇宙空間。我們把16.7km/s叫做第三宇宙速度。夢想成真 1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星1961年4月12日蘇聯(lián)空軍少校加加林乘坐東方一號載人飛船進(jìn)入太空，實(shí)現(xiàn)了人進(jìn)入太空的夢想1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球我國的航天成就 1970年4月24日我國第一顆人造衛(wèi)星升空 2007年10月24日嫦娥一號月球探測器發(fā)射成功2010年10月1日嫦娥二號順利發(fā)射 2013年12月2日嫦娥三號探測器進(jìn)入太空，當(dāng)月14日成功軟著陸于月球2003年10月15日，神舟五號，楊利偉2005年10月12日，神舟六號，費(fèi)俊龍 聶海勝2008年9月25日，神舟七號，翟

4、志剛、劉伯明、景海鵬2011年11月1日，神舟八號順利升空 2012年6月16日，神州九號2013年6月11日，神舟十號，聶海勝、張曉光、王亞平2011年9月29日 天宮一號發(fā)射升空2011年11月，天宮一號與神舟八號飛船成功對接2012年6月18日神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器自動(dòng)交會(huì)對接2013年6月13日，神舟十號飛船與天宮一號順利自動(dòng)交會(huì)對接 我國的航天成就2016年9月15日22時(shí)04分12秒，天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。2016年10月19日凌晨，神州十一號飛船與天宮二號自動(dòng)交會(huì)對接成功。航天員景海鵬、陳東進(jìn)入天宮二號。2017年9月17日15時(shí)29分，地面發(fā)送指令

5、，天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)施分離。2018年9月15日，天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室已圓滿完成2年在軌飛行和各項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)，天宮二號平臺(tái)及裝載的應(yīng)用載荷功能正常、狀態(tài)良好。為進(jìn)一步發(fā)揮空間應(yīng)用效益。2019年7月19日21時(shí)06分，天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室受控離軌并再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。天宮二號受控再入大氣層，標(biāo)志著中國載人航天工程空間實(shí)驗(yàn)室階段全部任務(wù)圓滿完成。我國的航天成就題組一衛(wèi)星運(yùn)行參量的分析與比較常考題型題1 多選有兩顆質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星A、B，其軌道半徑分別為RA、RB，RARB=14，那么下列判斷中正確的有（）A. 它們的運(yùn)行周期之比TATB=18 B. 它們

6、的運(yùn)行線速度之比vAvB=41C. 它們所受的向心力之比FAFB =41 D. 它們的運(yùn)行角速度之AB=81【答案】AD題2多選“土衛(wèi)5”在距離土星表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知土星半徑為R，土星表面的重力加速度為g，引力常量為G，則（）A. “土衛(wèi)5”繞土星運(yùn)行的周期為 B. “土衛(wèi)5”繞行的速度為 C. “土衛(wèi)5”繞土星運(yùn)行的角速度為 D. “土衛(wèi)5”軌道處的重力加速度 CD題3 兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比TATB=18，則軌道半徑之比和運(yùn)行速率之比分別為（）rArB=41vAvB=12B. rArB=41vAvB=21C. rArB=14vAvB=21D. r

7、ArB=14vAvB=12C題42019天津卷第1題改編2018年12月8日，肩負(fù)著億萬中華兒女探月飛天夢想的“嫦娥四號”探測器成功發(fā)射，“實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測，率先在月背刻上了中國足跡”。已知月球的質(zhì)量為M、半徑為R，探測器的質(zhì)量為m，引力常量為G，“嫦娥四號”探測器圍繞月球做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，探測器的（） A.周期為 B.速度為 C.角速度為 D.向心加速度為 A題組二宇宙速度題5 已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 ，火星的半徑約為地球半徑的 。下列關(guān)于火星探測器的說法正確的是 （）A.發(fā)射速度只要高于第一宇宙速度即可B.發(fā)射速度只有達(dá)到第三宇宙速度才可以C.發(fā)射速度不

8、能低于第二宇宙速度D.火星探測器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度為地球第一宇宙速度的 【解析】A、B錯(cuò)，C對：火星探測器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽系內(nèi)，發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度，可以小于第三宇宙速度。D錯(cuò)：由 = 得，v= ，已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 ，火星的半徑約為地球半徑的 ，可得火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比 = = = 。【答案】C B題7 已知地球兩極處的重力加速度為g，赤道上的物體隨地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為a、周期為T，由此可知地球的第一宇宙速度為（）A. B. C. D. C題組三同步衛(wèi)星題8 2015年12月29日，“高分四號”衛(wèi)星升空。這是我國“高分”

9、專項(xiàng)首顆高軌道、高分辨率的光學(xué)遙感衛(wèi)星，也是世界上空間分辨率很高、幅寬很大的地球同步軌道遙感衛(wèi)星。下列關(guān)于“高分四號”地球同步衛(wèi)星的說法中正確的是（）A.該衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空B.該衛(wèi)星定點(diǎn)在赤道上空C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍D.它的周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小【解析】A錯(cuò)，B對：“高分四號”地球同步衛(wèi)星相對地面靜止不動(dòng)，所以必須定點(diǎn)在赤道上空。C、D錯(cuò)：因?yàn)榈厍蛲叫l(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即它們的周期T與角速度相同，根據(jù) =m2r= ，可知一定，則r一定，且v也是確定的。【答案】B題9 如圖所示，我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

10、由多顆衛(wèi)星組成，包括分布于a類型軌道的同步軌道衛(wèi)星、分布于b類型軌道的傾斜軌道衛(wèi)星（與同步衛(wèi)星軌道半徑相同，軌道傾角55）和分布于c類型軌道的中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星在3個(gè)互成120的軌道面上做圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（） A.a類型軌道上的衛(wèi)星相對于地面靜止且處于平衡狀態(tài)B.a類型軌道上的衛(wèi)星運(yùn)行速率等于b類型軌道上衛(wèi)星的運(yùn)行速率C.b類型軌道上的衛(wèi)星也與地球保持相對靜止D.三類衛(wèi)星相比，c類型軌道上的衛(wèi)星的向心加速度最小B題10多選已知地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v1、向心加速度大小為a1，近地衛(wèi)星的線速度大小為v2、向心加速度大小為a2，地球同步衛(wèi)星的線速度大小為v3、向心加

11、速度大小為a3。設(shè)近地衛(wèi)星距地面的高度不計(jì)，同步衛(wèi)星距地面的高度約為地球半徑的6倍，則以下結(jié)論正確的是（）A. = B. = C. D. CD題組四衛(wèi)星變軌問題題11 多選如圖所示，若關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對接，已知空間站繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，下列說法中正確的是（）A. 圖中航天飛機(jī)正加速飛向B處B. 航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道時(shí)必須點(diǎn)火減速C. 根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D. 根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小【解析】A對：航天飛機(jī)在飛向B處的過程中，受到的引力方向和飛行方向之間的夾角

12、是銳角，使航天飛機(jī)加速。B對：由運(yùn)動(dòng)的可逆性知，航天飛機(jī)在B處要先減速才能由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道。C對：設(shè)繞月球飛行的空間站質(zhì)量為m，據(jù) = 可以算出月球質(zhì)量M。D錯(cuò)：空間站的質(zhì)量未知，不能計(jì)算出空間站受到的月球引力大小?！敬鸢浮緼BC題12多選如圖所示，某次發(fā)射同步衛(wèi)星時(shí)，先進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌道，然后在P點(diǎn)經(jīng)極短時(shí)間點(diǎn)火變速后進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道（該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地圓軌道上的P點(diǎn)，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步軌道上的Q點(diǎn)），到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)再次經(jīng)極短時(shí)間點(diǎn)火變速后，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為v1，在P點(diǎn)經(jīng)極短時(shí)間變速后的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)的速率為v3，在Q點(diǎn)經(jīng)極短時(shí)

13、間變速后進(jìn)入同步軌道后的速率為v4。下列關(guān)系正確的是（ ） A. v1v3B. v4v1 C. v3v4D. v4v2BCD題13 多選某人造地球衛(wèi)星發(fā)射時(shí)，先進(jìn)入橢圓軌道，在遠(yuǎn)地點(diǎn)A 加速變軌進(jìn)入圓軌道。已知軌道的近地點(diǎn)B到地心的距離近似等于地球半徑R，遠(yuǎn)地點(diǎn)A 到地心的距離為3R，則下列說法正確的是（）A. 衛(wèi)星在B點(diǎn)的加速度是在A點(diǎn)加速度的3倍B. 在B點(diǎn)地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力是在A點(diǎn)地球?qū)πl(wèi)星萬有引力的9倍C. 衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)行周期是在軌道上運(yùn)行周期的 倍D. 衛(wèi)星在軌道I上B點(diǎn)的線速度小于第一宇宙速度BC題組五雙星及多星問題題14 經(jīng)長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙

14、星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每顆恒星的直徑遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。觀測得兩顆星之間的距離為L，質(zhì)量之比為m1m2=32。則可知（） A.m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為23B.m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為32C.m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為 D.m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為。 【答案】C題15 多選天文觀測中觀測到有三顆星球位于邊長為l的等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)上（如圖6-5-7所示），并沿等邊三角形的外接圓做周期為T的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量為G，不計(jì)其他星球?qū)λ鼈兊挠绊?，關(guān)于這個(gè)三星系統(tǒng)，下列說法正確的是（） A.三顆星的質(zhì)量可能不相等B.某顆星的質(zhì)量為 C.它們的線速度大小均為 D.它們兩兩之間的萬有引力大小為 BD題16 現(xiàn)代觀測表明，由于引力的作用，恒星有“聚焦”的特點(diǎn)，眾多的恒星組成不同層次的恒星系統(tǒng)，最簡單的恒星系統(tǒng)是兩顆互相繞轉(zhuǎn)的雙星。它們以兩