高考物理总复习 第5讲 宇宙航行课件 新人教版必修2.ppt

地球 太阳 太阳系 思考1三种宇宙速度是环绕速度还是发射速度 发射卫星的最小速度是多大 卫星绕地球运行的最大速度为多大 提示 三种宇宙速度均是指发射速度 而不是环绕速度 第一宇宙速度是最小发射速度 同时也是最大环绕速度 思考2不同星球的第一宇宙速度由什么决定 提示 由第一宇宙速度的两种表达式可以看出 第一宇宙速度由中心天体决定 具体来说由中心天体的质量和半径或由天体表面的重力加速度和天体的半径决定 轨道平面和赤道平面重合 自转周期相同 角速度相同 方向一致 地球的半径 地球的球心 1 卫星绕地球运行的最小周期约为85分钟 2 人造地球卫星绕地球运行时 处于失重状态 并不是不受重力作用 是因为重力完全用来提供卫星做圆周运动的向心力 质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行 其运动视为匀速圆周运动 已知月球质量为m 月球半径为r 月球表面重力加速度为g 引力常量为g 不考虑月球自转的影响 则航天器的 a 在轨道 上经过a点的速度大于经过b点的速度b 在轨道 上经过a点的动能小于在轨道 上经过a点的动能c 在轨道 上经过a点的速度大于7 9km sd 在轨道 上经过a点的加速度小于在轨道 上经过a点的加速度 尝试解答 在轨道 上 近地点的速度最大 远地点的速度最小 a错 在轨道 上经过a点时 航天飞机做向心运动 这就说明在轨道 上经过a点的速度小于轨道 上经过a点的速度 也就有在轨道 上经过a点的动能小于在轨道 上经过a点的动能 b对 7 9km s为第一宇宙速度值 它是最大的环绕速度 圆形轨道 上的线速度小于7 9km s 在轨道 上经过a点的速度又小于在轨道 上经过a点的速度 所以c错 根据牛顿第二定律 加速度跟航天飞机受到的万有引力成正比 所以在轨道 上经过a点的加速度等于在轨道 上经过a点的加速度 d错 答案 b 2012 南通调研 如右图所示 2011年9月29日晚21时16分 我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空 2011年11月3日凌晨神八天宫对接成功 完美完成一次天空之吻 若对接前两者在同一轨道上运动 下列说法正确的是 a 对接前 天宫一号 的运行速率大于 神舟八号 的运行速率b 对接前 神舟八号 的向心加速度小于 天宫一号 的向心加速度c 神舟八号 先加速可实现与 天宫一号 在原轨道上对接d 神舟八号 先减速后加速可实现与 天宫一号 在原轨道上对接 对应学生用书p83 物理思想方法 估算法在航天问题上的应用一是从所给的信息中捕捉有效信息 排除干扰信息 正确 灵活运用恰当的物理知识构建科学合理的物理简化模型 二是从题中挖掘隐含条件 寻找估算的依据 并创造物理情境 三是运用所学数学知识 并借助于物理常数及日常生活常识 简化求解过程和计算难度 最后是科学处理数据 得出相应合理的结论 进而得到满足实际需要的结果 a 近地点速度一定等于7 9km sb 远地点速度一定小于7 9km sc 发射此卫星的速度一定大于7 9km sd 近地点速度一定小于7 9km s 易错分析 错误地认为近地点速度就是近地卫星的运行速度 即第一宇宙速度 认为a正确 不知道发射近地圆轨道卫星所需发射速度最小 认为c错误 正确解答 近地点是椭圆轨道上离地球较近的点 不一定是离地面很近的点 如果此近地点在地球表面附近 它的速度应大于7 9km s 这是因为7 9km s是卫星地面附近运动时的速度 而椭圆轨道过此点做离心运动 故速度大于7 9km s 当近地点离地球较远时 其速度可以小于7 9km s 因为远地点一定不是离地面很近的点 而过这一点的圆轨道速度小于7 9km s 椭圆轨道过这一点做向心运动 故速度小于圆轨道速度 所以一定小于7 9km s c正确 因为此卫星的近地点在地面附近处速度大于7 9km s 故从地球上发射时 速度应大于7 9km s 答案 bc 发射卫星的最小速度为7 9km s 这是第一宇宙速度 也是圆轨道卫星的最大环绕速度 但椭圆卫星近地点离地面较近时 其速度可以大于7 9km s 2010年10月26日21时27分 北京航天飞行控制中心对 嫦娥二号 卫星实施了降轨控制 约18分钟后 卫星成功进入了远月点100公里 近月点15公里的试验轨道 为在月球虹湾区拍摄图象做好准备 如右图所示为 嫦娥二号 某次在近地点a由轨道1变轨为轨道2的示意图 下列说法中正确的是 a 嫦娥二号 在轨道1的a点处应点火加速b 嫦娥二号 在轨道1的a点处的速度比在轨道2的a点处的速度大c 嫦娥二号 在轨道1的a点处的加速度比在轨道2的a点处的加速度大d 嫦娥二号 在轨道1的b点处的机械能比在轨道2的c点处的机械能大 易错点2混淆同步卫星 近地卫星 地球赤道上物体的运动特点 近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为t1和t2 设在卫星1 卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1 g2 则 对应学生用书p84 1 2012 北京卷 关于环绕地球运动的卫星 下列说法正确的是 a 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星 不可能具有相同的周期b 沿椭圆轨道运行的一颗卫星 在轨道不同位置可能具有相同的速率 c 在赤道上空运行的两颗地球同步卫星 它们的轨道半径有可能不同d 沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星 它们的轨道平面一定会重合 解析 根据开普勒行星运动定律 沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星周期可能相同 a错 沿椭圆轨道运行的一颗卫星 在轨道不同位置可能具有相同的速率 b对 在赤道上空运行的同步卫星 它们的轨道半径都是相同的 c错 经过北京上空的两颗卫星是极地卫星 由于沿不同轨道 则轨道平面不重合 d错 答案 b 2 2013 陕西师大附中期中 北斗卫星导航系统是我国自行开发的区域性三维卫星定位与通信系统 cnss 建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星 对于其中的5颗同步卫星 下列说法中正确的是 a 一定位于空间同一位置上b 一定位于空间同一轨道上c 地球对它们的吸引力一定相同d 它们运行的加速度一定相同 解析 所有同步卫星均在同一轨道上 但由于同步卫星质量可能不同 所以地球对于其吸引力不一定相同 答案 b 3 2012 辽宁抚顺 据报道 我国自主研制的 嫦娥二号 卫星在奔月的旅途中 先后完成了一系列高难度的技术动作 在其环月飞行的高度距离月球表面100km时开始全面工作 国际上还没有分辨率优于10米的全月球立体图象 而 嫦娥二号 立体相机具有的这种高精度拍摄能力 有助于人们对月球表面了解得更清楚 所探测到的有关月球的数据比环月飞行高度约为200km的 嫦娥一号 更加翔实 若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动 运行轨道如下图所示 则 a 嫦娥二号 环月运行的周期比 嫦娥一号 更长b 嫦娥二号 环月运行的速度比 嫦娥一号 更大c 嫦娥二号 环月运行时向心加速度比 嫦娥一号 更大d 嫦娥二号 环月运行时角速度比 嫦娥一号 更小 4 2012 皖南八校三模 在四川汶川的抗震救灾中 我国自主研制的 北斗一号 卫星导航系