第03节飞向太空.doc

宇宙航行（导学案）班级 姓名一、人造卫星的运行规律1、（1）由 得 v= ； （2）由 得 ；（3）由 得T= ；（4）由 得an= ；巧记：高轨低“速”，低轨高“速”（“速”指线速度、角速度、向心加速度）2、 常见的人造卫星特点：同步卫星：近地卫星：极地卫星：解决天体运动问题的两条思路：天体运动近似看成匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供： 若在地面附近万有引力近似等于物体的重力 二、宇宙速度的理解与计算1、第一宇宙速度公式推导：方法一： 方法二：2、 三大宇宙速度的大小：第一宇宙速度： 第二宇宙速度： 第三宇宙速度： 三、卫星的变轨问题v2v3v4v1QP发射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v1，第一次在P点点火加速，在短时间内将速率由v1增加到v2，使卫星进入椭圆形的转移轨道；卫星运行到远地点Q时的速率为v3，此时进行第二次点火加速，在短时间内将速率由v3增加到v4，使卫星进入同步轨道，绕地球做匀速圆周运动。（1）速率关系： 。（2）受力（加速度）关系： ， 。（3）能量关系：近地轨道与椭圆轨道间的能量关系： 。椭圆轨道与同步轨道间的能量关系： 。在椭圆轨道上，从P运动到Q的过程的能量关系： 。结论是：要使卫星由较低的圆轨道进入较高的圆轨道，即增大轨道半径（增大轨道高度h），一定要给卫星增加能量。练习1（2017年全国）.2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道可视为圆轨道运行与天宫二号单独运行相比，组合体运行的A. 周期变大B. 速率变大C. 动能变大D. 向心加速度变大练习2.据悉，我国的火星探测计划将于2020年展开，2020年左右我国将进行第一次火星探测，向火星发射轨道探测器和火星巡视器。已知地球质量约为火星质量的9倍，地球半径约为火星半径的2倍，下列关于火星探测器的说法中正确的是：A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可B.发射速度只有达到第三宇宙速度才可以C.发射速度应该大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度D.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的练习3（2016年天津卷）.我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神州十一号”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P地球Q轨道1轨道2练习4.人造飞船首先进入的是距地面高度近地点为200km，远地点为340km的的椭圆轨道，在飞行第五圈的时候，飞船从椭圆轨道运行到以远地点为半径的圆行轨道上，如图所示，试处理下面几个问题（地球的半径R=6370km，g=9.8m/s2）：（1）(多选)飞船在椭圆轨道上运行，Q为近地点，P为远地点，当飞船运动到P点时点火，使飞船沿圆轨道运行，以下说法正确的是（ ）A飞船在Q点的万有引力大于该点所需的向心力B飞船在椭圆轨道上运行至P点时的万有引力大于该点所需的向心力C飞船在轨道1上P的速度小于在轨道2上P的速度D飞船在轨道1上P的加速度大于在轨道2上P的加速度练习5、(2013年新课标II) (多选)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是BDA卫星的动能逐渐减小 B由于地球引力做正功，引力势能一定减小C由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 课后作业1、（2016年全国卷）.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为A. 1hB. 4h C. 8h D. 16h2、(14年六校联考) (多选)北京时间12月6日17时53分，北京航天飞行控制中心对嫦娥三号探测器成功实施近月制动，嫦娥三号探测器顺利进入环月轨道，如图所示为航天飞机飞行图，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并B处实施变轨（B为椭圆轨道和圆形轨道相切处），进入环月轨道，下列说法正确的是A、图中航天飞机在飞向B处的过程中，月球引力做正功B、航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入圆形环月轨道C、航天飞机由椭圆轨道经过B处时的加速度与圆形环月轨道经过B处时的加速度相等D、航天飞机在B处由椭圆轨道进入圆形环月轨道需要加速3、（2015年全国卷）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停可认为是相对于月球静止最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的倍，地球表面的重力加速度大小