人教版必修二6.5《宇宙航行》WORD教案4 6页

第5节 宇宙航行 ‎【学习目标】‎ ‎1.了解人造卫星的有关知识.同步卫星及卫星变轨问题 ‎2.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.‎ ‎【自主学习】‎ ‎1.牛顿在思考万有引力定律时就曾想过，从高山上水平抛出物体，速度一次比一次大，落地点 。如果速度足够大，物体就 ，它将绕地球运动，成为 。‎ ‎2.第一宇宙速度大小为 ，也叫 速度。‎ 第二宇宙速度大小为 ，也叫 速度。‎ 第三宇宙速度大小为 ，也叫 速度。‎ ‎3.地球卫星有极地卫星、一般卫星和同步卫星几种，其中地球同步卫星的周期与________ ___的周期相同，轨道平面与______________平面共心，所有同步卫星的高度______ ________，环绕速度____________________.‎ ‎【合作探究 精讲点拨】‎ 知识点一 宇宙速度 例1．某星球的质量与地球相同，而该星球的半径为地球半径的2倍，那么从该星球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为地球的 倍。‎ 针对训练1.恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星.中子星的半径较小，一般在‎7 km—‎20 km，但它的密度大得惊人.若某中子星的半径为‎10 km，密度为1.2×‎1017kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为（ ）‎ A.‎‎7.9‎‎ km/s B.‎16.7 km/s C.2.9×‎104 km/s D.5.8×‎104 km/s 知识点二 地球卫星（卫星种类 同步卫星 卫星变轨）‎ 例2.是否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度线(非赤道)是共面的同心圆 ‎ B.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆 ‎ C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 ‎ D.与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的 针对训练2.在圆轨道上质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（ ）‎ A.卫星运行的速度为 B.卫星运行的周期为 C.卫星的加速度为 D.卫星的角速度为 例3.同步卫星是与地球自转同步的卫星，它的周期T=24 h.关于同步卫星的下列说法正确的是（ ）‎ A.同步卫星离地面的高度和运行速度是一定的 B.同步卫星离地面的高度越高，其运行速度就越大；高度越低，速度越小 C.同步卫星只能定点在赤道上空，相对地面静止不动 D.同步卫星的向心加速度与赤道上物体随地球自转的加速度大小相等 针对训练3. ‎2004年10月19日，中国第一颗业务型同步气象卫星——“风云二号C”发射升空，并进入预定轨道.下列关于这颗卫星在轨道上运行的描述，正确的是（ ）‎ A.速度介于‎7.9 km/s与‎11.2 km/s之间 B.周期小于地球自转周期 C.加速度小于地面重力加速度 D.处于平衡状态 例4. 宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是( )‎ ‎ A.飞船加速直到追上空间站，完成对接 ‎ B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接 ‎ C.飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接 D.无论飞船如何采取何种措施，均不能与空间站对接 针对训练4. 同步卫星在赤道上空同步轨道上定位以后，由于受到太阳、月球及其他天体的引力作用影响，会产生漂移运动而偏离原来的位置，若偏离达到一定程度，就要发动卫星上的小发动机进行修正。如图7一5—3所示中A为离地面‎36000km的同步轨道，B和C 为两个已经偏离轨道但仍在赤道平面内运行的同步卫星，要使它们回到同步轨道上，应 ( )‎ ‎ ‎ A．开动B的小发动机向前喷气，使B适当减速 B．开动B的小发动机向后喷气，使B适当加速 C．开动C的小发动机向前喷气，使C适当减速 D．开动C的小发动机向后喷气，使C适当加速 针对训练5.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步椭圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，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l上的速率 B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C.卫星在轨道1上经过Q点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点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 ‎【有效训练】‎ ‎1.关于地球的第一宇宙速度，下面说法中正确的是 ( )‎ A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是能使卫星进入近地轨道的最小速度 D.它是能使卫星进入轨道的最大发射速度 ‎2.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是 ( )‎ A.在发射过程中向上加速时产生超重现象 B.在降落过程中向下减速时产生超重现象 C.进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象 D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的 ‎3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则下面说法中正确的是 ( )‎ A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值 B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的 ‎ C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值 D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 ‎4.关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是 ( )‎ A.同一轨道上，质量大的卫星线速度大 B.同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大 C.离地面越近的卫星线速度越大 D.离地面越远的卫星线速度越大 ‎5.‎2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观。这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机。如图所示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图，则有 ( )‎ A.‎2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度 B.‎2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度 C.‎2004年8月29日，火星又回到了该位置 D.‎2004年8月29日，火星还没有回到该位置 ‎6.如图所示的圆、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言 ( )‎ A.卫星的轨道可能为 B.卫星的轨道可能为b C.卫星的轨道可能为c D.同步卫星的轨道只可能为b ‎7.我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为了T1=12 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为丁T2＝24 h；两颗卫星相比 ( )‎ A.“风云一号”离地面较高 B.“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大 C.“风云一号”线速度较大 D.若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该 小岛的上空 ‎8.关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通迅卫星的说法，正确的是 ( )‎ A.若其质量加倍，则轨道半径也要加倍 B.它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播 C.它以第一宇宙速度运行 D.它运行的角速度与地球自转角速度相同 ‎9.‎2001年3月23日“和平”号空间站完成了它的历史使命，坠落在浩瀚的南太平洋。“和平”号空间站是 20世纪质量最大，寿命最长，载人最多，技术最先进的航天器，它在空间运行长达15年，下面有关“和平”号空间站坠落过程的说明正确的是 ( )‎ A.“和平”号空间站进入较稠密大气层时，将与空气摩擦，空气阻力大大增加 B.“和平”号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是直线 C.“和平”号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是曲线 D.“和平”号空间站在进入大气层前，高度降低，速度变大 ‎10.地球上两相距很远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是 ( )‎ A.一人在南极，一人在北极，观察不到此现象 B.一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 ‎11.‎1989年10月18日，人类发射的“伽利略”号木星探测器进入太空，行程37亿千米．于 ‎1995年12月7日到达木星附近，然后绕木星运转并不断发回拍摄到的照片，最后耗尽所有备用燃料坠入木星大气层而销毁．‎ ‎(1)人类在地面上发射该探测器的速度应为（ ）‎ A.等于‎7.9 km/s B.大于‎7.9 km/s而小于‎11.2km/s C.大于‎11.2 km/s而小于‎16.7km/s D.大于‎16.7 km/s ‎(2)该探测器从1995年至2002年6年内绕木星运行了33圈，若引力常量已知，则由此数据( )‎ A.可计算出太阳的质量 B.可计算出木星的质量 C.可计算出探测器的质量 D.以上三个质量均无法计算出来 ‎12. 1987年，美国摩托罗拉公司的专家率先提出了一个方案：在距地球表面‎780km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座，每条轨道上分布有11颗卫星，这种卫星系统称为铱卫星系统．目前，有66颗铱卫星均匀分布在距离地面‎784km的，6条不同轨道上，假设这些卫星绕地球做匀速圆周运动，则它们在运动中具有相同的( )‎ A.圆心 B.速率 C.周期 D.加速度大小 ‎13.一颗人造地球卫星以速度v发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度变为2v，则该卫星可能( )‎ ‎①绕地球做匀速圆周运动，周期变大 ②绕地球运动，轨道变为椭圆 ③不绕地球运动，成为绕太阳运动的人造卫星 ④挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙 A．①② B．②③‎ C．③④ D．①②③‎ ‎14.星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系是＝．已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6，不计其他星球的影响.则该星球的第二宇宙速度为 ( )‎ A. B. C. C. ‎15.人们认为某些白矮星（密度较大的恒量）每秒大约自转一周（万有引力恒量 ，地球半径约为.‎ ‎(1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉，它的密度至少为多少?‎ ‎(2)假设某白矮星密度约为此值，且其半径等于地球半径，则它的第一宇宙速度约为多少?‎