8卫星的变轨,双星问题

1、A .该行星的公转角速度比地球大B.该行星的质量约为地球质量的3.61倍宇宙航行一 学习目标宇宙速度，人造卫星的变轨问题和双星问题二 教学过程知识点 1：宇宙速度地球第一宇宙速度是指卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度。大小等于第一宇宙速度的两种表示形式为v= =.地球第一宇宙速度是发射卫星的 速度，是地球环绕卫星的 速度。第二宇宙速度 =，是脱离 的最小发射速度。第三宇宙速度 =。是脱离 的最小发射速度。其他天体的第一宇宙速度是指 。知识点 2：变轨问题速度变大，卫星如何运动？。速度变小，卫星如何运动？。知识点 3：双星系统的特点1. 双星绕它们共同的圆心做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变；

2、2. 两星之间的万有引力提供各自需要的向心力；3. 双星系统中每颗星的角速度相等；4. 两星的轨道半径之和等于两星间的距离.例1中国紫金山天文台将第 2752号小行星命名为吴健雄星，其直径为32 km.若该行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少？(已知地球半径 Ri = 6400 km，地球的第一宇宙速度 vi 8 km练习 1 一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若 收缩时质量不变，则与收缩前相比 ( )A. 同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B. 同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的2倍C. 星球的第一宇宙速度增大到

3、原来的4倍 D .星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍练习2 美国国家科学基金会 2010年9月29日宣布，天文学家发现一颗迄今为止与地球最 类似的行星，该行星绕太阳系外的红矮星 Gliese58i 做匀速圆周运动.这颗行星距离地球约 20光年，公转周期约为 37天，它的半径大约是地球的 1.9倍，表面重力加速度与地球相近. 下 列说法正确的是 ()C.该行星第一宇宙速度为7.9 km/s D .要在地球上发射航天器到达该星球，发射速度只需达到地球的第二宇宙速度即可练习3某网站报道，美科学家发现太阳系外第一颗“全宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍.如果某一天发射一颗载人航天器到该行星上去，

4、测得一个在地球表面质量为50kg的人在该行星表面的重力约为800 N,而地球表面处的重力加速度为10 m/s2.根据上述信息，下列说法正确的是（）A. 载人航天器的发射速度约为7.9 km/s B.载人航天器的发射速度小于11.2 km/sC.该行星的半径与地球的半径之比约为2 : 1 D.该行星的半径与地球的半径之比约为3 : 1例2火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机，做自由落体运动，经时间 t落到火星表面。已知引力常量为G火星的半径为 R。若不考虑火星自转的影响，要探测器脱离火星飞回地球，则探测器从火星表面的起飞速度至少为（）A. 7.9km/s.11.2km/s C2hR2

5、、,hRtw,地面重力加速度为（练习1 （多选）已知地球半径为 R,质量为M，自转角速度为引力恒量为G,地球同步卫星的运行速度为v，则第一宇宙速度的值可表示为A.；RgB. ,'v3/ wR练习2假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的1C. .'GM/R n倍，则(A.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的B.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的C.同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转速度的n2倍g,力有）wRD. 同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的-n例2 2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载

6、人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是（）A. 为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B. 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的速度可能会增加C. 如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D. 航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用练习1航天飞机在完成对哈勃 空间望远镜的维修任务后， 在A点从圆形轨道I进入椭圆轨 道n, B为轨道n上的与地球相切 的一点，如图所示.关于航天飞机的运动，下列说法中正 确的有（）怨逹，.、A. 在轨道n上经过 A的速度小于经过 B的速度B. 在轨道n上经过 A速度小于在轨道I上经

7、过 A的速度金 2C. 在轨道n上运动的周期小于在轨道I上运动的周期D .在轨道n上经过 A的加速度小于在轨道I上经过 A的加速度练习2我国在西昌成功发射第八颗北斗导航卫星，第八颗北斗导航卫星是一颗地球同步轨道卫星.如图所示，假若第八颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点 P处点火加速，由椭圆轨道1变成地球同步轨道 2,下列说法正确的是（）A. 第八颗北斗导航卫星在轨道B. 第八颗北斗导航卫星在轨道 地球静止的物体的向心加速度小C. 第八颗北斗导航卫星在轨道D. 第八颗北斗导航卫星在轨道 速度大小相等练习3 2013年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从2运行时完全

8、失重，不受地球引力作用2运行时的向心加速度比在赤道上相对2运行时的速度大于 7.9 km/s1上的P点和其在轨道2上的P点的加西昌卫星发射重心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，嫦娥三号的飞行 轨道示意图如图所示假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受 到月球的万有引力，则以下说法正确的是址” , OLE旧*A. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和 引力常量，则可计算出月球的质量B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨道进入环月段椭圆轨 道时，应让发动机点火使其加速C. 嫦娥三号在从远月点P向近月点Q运动的过程中，D. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度双星系统

9、在银例3天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量. 已知某双星系 统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动， 周期均为T,两颗恒星之 间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量. （引力常量为G）练习1、如图所示，两个星球 A、B组成双星系统，它们在相互之间的万有 引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动.已知A、B星球质L3量分别为mA、mB，万有引力常量为 G.求尹（其中L为两星中心距离，T为两 星的运动周期）.课时总结：（1）第一宇宙速度的三种含义：定义：卫星在中心天体表面的环

10、绕速度，发射卫星的最小速度，卫星环绕天体飞行的最大环绕速度。而第二三种含义都是由定义式推 导出来的。（2）卫星变轨时加速 离心，减速向心。故在变轨时，在同一点，速度是不等的。要根据是向心还是离心判断速度大小变化，但是在同一点，加速度是相同的。（3 ）双星问题的三个特点：两星之间的万有引力提供各自需要的向心力；双星系统中 每颗星的角速度，周期相等；两星的轨道半径之和等于两星间的距离.作业1卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面 里，周期为118分钟的圆形工作轨道。下列说法正确的是()A .卫星在轨道川上的运行周期比I在轨道上短B .卫星在轨道川上的运动速度比月球的第一

11、宇宙速度小C .卫星在轨道川上经过 P点的速度比在轨道I上经过P点时大D .卫星在轨I上和在轨道n上经过p时加速度相同。2如图所示，某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道100公杭道1,然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道 2,最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点,2、3相切于P点，则当卫星分别在 1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是()A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道 1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速

12、度3美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星“开普勒一22b”，其直径约为地球的2.4倍至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当， 根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于 ()B. 7.9 X03 m/sA . 3.3 x 103 m/sC. 1.2 x 104 m/sD. 1.9 X04 m/s4我国在西昌卫星发射中心，将巴基斯坦通信卫星1R ( Paksat - 1R)成功送入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功.关于成功定点后的“1R'卫星，下列说法正确的是( )A.运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 B .离地面的高度一定， 相对地面保持静止C.绕地球运行的周期比月球绕地球运行的周