2019_2020学年高中物理第3章万有引力定律及其应用第3节飞向太空学案（含解析）粤教版.docx

第三节飞向太空学 习 目 标知 识 脉 络1.知道火箭的原理及组成2了解人类遨游太空的历史3了解空间探测器及探测活动4能理解火箭运行时超重、失重现象，能分析变轨运行问题(重点、难点)一、火箭1人造卫星的发射要成为地球的人造卫星，发射速度必须达到7.9 km/s，要成为太阳的人造卫星，发射速度必须达到11.2 km/s.2发射卫星的火箭(1)原理：利用燃料燃烧向后急速喷出气体产生的反作用力，使火箭向前射出(2)组成：主要有壳体和燃料两部分(3)多级火箭：用几个火箭连接而成的火箭组合，一般为三级；火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火”，推动各级火箭一起前进，待燃料燃尽后，第二级火箭开始工作，并自动脱掉第一级火箭的外壳；火箭进一步加速，以此类推，最终达到所需要的速度二、航天技术的发展历程1人类航天之旅如下表所示时间国家活动内容1957年10月苏联发射第一颗人造地球卫星1961年4月苏联第一艘载人宇宙飞船“东方1号”发射成功，苏联宇航员加加林第一次实现了人类踏入太空的梦想1969年7月美国“阿波罗11号”登上月球，将两名宇航员送上了月球，实现了人类在月球上漫步的梦想1971年4月苏联发射“礼炮1号”空间站1981年4月美国“哥伦比亚号”载人航天飞机试验成功2003年10月中国发射“神舟五号”载人飞船，首次载人航天飞行取得圆满成功2007年10月中国“嫦娥一号”探月卫星发射成功，中国首次对月球进行探测2011年6月中国“嫦娥二号”探月卫星飞离月球，飞向150万千米的第2拉格朗日点，进行深空探测2011年9月中国“天宫一号”目标飞行器成功发射，并于2011年11月3日与“神舟八号”飞船对接成功2.空间探测器1962年美国的“水手2号”探测器第一次对金星进行了近距离的考察1989年美国的“伽俐略号”木星探测器发射成功2003年美国的“勇气号”与“机遇号”火星探测器分别发射成功1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.()(2)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s，卫星会永远离开地球. ()(3)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.()(4)使火箭向前射出的力是它利用火药燃烧向后急速喷出的气体产生的作用力()(5)美国发射的飞船最早将宇航员送上了月球()(6)发射卫星时，火箭离开地球表面时的速度为7.9 km/s.()(7)中国发射的卫星已经能够对月球进行探测()【提示】(1)(2)(3)若发射速度大于16.7 km/s，将成为银河系的卫星(4)(5)(6)卫星的发射是利用火箭一步一步加速的原理(7)2若地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其实际绕行速率()A一定等于7.9 km/sB一定小于7.9 km/sC一定大于7.9 km/sD介于7.911.2 km/s之间B设地球的质量为M，卫星的质量为m，地球的半径为R，卫星的轨道半径为r，速率为v，地球的第一宇宙速度为v1，则有Gm，得v，当rR时，vv17.9103m/s.而实际中卫星的轨道rR，则v，D错误1(多选)可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道()A与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆B与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆C与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地面是运动的CD人造卫星飞行时，由于地球对卫星的引力作为它做圆周运动的向心力，而这个力的方向必定指向圆心，即指向地心，故所有的人造卫星其轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合，不能是地轴上(除地心外)的某一点，故选项A是错误的；由于地球同时绕着地轴在自转，所以卫星的轨道平面也不可能和经线所决定的平面共面，所以选项B也是错误的；相对地球表面静止的就是同步卫星，它必须在赤道线平面内，且距地面有确定的高度，而低于或高于该高度的人造卫星也是可以在赤道平面内运动的，不过由于它们的周期和地球自转的周期不相同，就会相对于地面运动，故正确选项为C、D.2我国成功发射了“天宫二号”空间实验室，之后发射了“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接(如图所示)假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是()A使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接C若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速，所需向心力变大，则飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A错误；若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速，所需向心力变小，则空间实验室将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B错误；要想实现对接，可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间实验室轨道，逐渐靠近空间实验室后，两者速度接近时实现对接，选项C正确；若飞船在比空间实验室半径较小的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，不能实现对接，选项D错误32018年3月30日4时22分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，将第22颗北斗导航卫星成功送入太空预定转移轨道，之后该卫星需从轨道转移到轨道，定点在同步轨道上如图所示，关于该过程，下列说法正确的是()A卫星需从轨道上的P点适当加速B卫星可以从轨道上除Q外的