《萬有引力與航天》導(dǎo)學(xué)案.doc

漢陽一中導(dǎo)學(xué)案 物理必修2 萬有引力與航天導(dǎo)學(xué)案一、衛(wèi)星變軌問題BA123人造衛(wèi)星發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌，如圖所示，我們從以下幾個方面討論：1、為了節(jié)約能量，衛(wèi)星在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓形軌道1上。2、在A點點火加速，由于速度變大，萬有引力不足以提供軌道上做圓周運動的向心力，衛(wèi)星做離心運動進入軌道2。3、在B點（遠地點）再次點火進入軌道3。例題：發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送人同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，下列說法中正確的是（ ） A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 B衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度二、衛(wèi)星的追及問題例2如圖1所示，有A、B兩顆行星繞同一顆恒星M做圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，在某一時刻兩行星相距最近，則經(jīng)過多長時間，兩行星再次相距最近？經(jīng)過多長時間，兩行星第一次相距最遠？變式：若上題中B的公轉(zhuǎn)方向變?yōu)轫槙r針方向，結(jié)果又是怎樣？三、雙星問題被相互引力系在一起，互相繞轉(zhuǎn)的兩顆星就叫物理雙星。雙星是繞公共重心轉(zhuǎn)動的一對恒星。例3 （01北京、內(nèi)蒙古、安徽卷） 兩個星球組成雙星，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上某點做周期相同的勻速圓周運動?，F(xiàn)測得兩星中心距離為R，其運動周期為T，求兩星的總質(zhì)量?！眷柟逃?xùn)練】epq1如圖，地球赤道上山丘e，近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地球做勻速圓周運動。設(shè)e、p、q的圓周運動速率分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則 Av1v2v3 Bv1v2a2a3 Da1a3a22據(jù)報道，“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行器的圓形工作軌道距月球表面分別約為200km和100km，運行速率分別為v1和v2。那么，v1和v2的比值為（月球半徑取1700km）A B C D 3我國成功實施了“神舟”七號載入航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是A飛船變軌前后的速度相等 B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于超重狀態(tài) C飛船在此圓軌道上運動的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度 D飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度4我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道”上繞地球運行（即繞地球一圈需要24小時)；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達“48小時軌道”和“72小時軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比， A衛(wèi)星速度增大，角速度減小 B衛(wèi)星速度增大，角速度增大 C衛(wèi)星速度減小，角速度增加 D衛(wèi)星速度減小，角速度減小【課后練習(xí)】1關(guān)于第一宇宙速度，下列說法不正確的是（）A. 它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B. 它等于人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運行速度C. 它是能使衛(wèi)星在近地軌道運動的最小發(fā)射速度D. 它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時的近地點速度2、下述實驗中，可在運行的太空艙里進行的是 （ ）A用彈簧秤測物體受的重力 B用天平測物體質(zhì)量北abcC用測力計測力 D用溫度計測艙內(nèi)溫度3如圖所示的三個人造地球衛(wèi)星，則說法正確的是（ ）衛(wèi)星可能的軌道為a、b、c 衛(wèi)星可能的軌道為a、c同步衛(wèi)星可能的軌道為a、c 同步衛(wèi)星可能的軌道為aA是對的 B是對的C是對的 D是對的4.同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為v2,地球半徑為R，則（）A. a1/a2=r/R B. a1/a2=R2/r2C. v1/v2=R2/r2 D. v1/v2 5關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重和失重問題，下列說法正確的是（）在發(fā)射過程中向上加速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象在降落過程中向下減速時產(chǎn)生失重現(xiàn)象進入軌道時作勻速圓周運動，產(chǎn)生失重現(xiàn)象失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的A. B. C. D.6、某天體的質(zhì)量約為地球的9倍，半徑約為地球的一半，若從地球上高h處平拋一物體，射程為L，則在該天體上，從同樣高處以同樣速度平拋同一物體，其射程為：（ ） AL/6 BL/4 C3L/2 D6L7、人造地球衛(wèi)星所受的向心力與軌道半徑r的關(guān)系，下列說法中正確的是（）A. 由可知，向心力與r2成反比 B. 由可知，向心力與r成反比C. 由可知，向心力與r成正比D. 由可知，向心力與r 無關(guān)7、已知太陽到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天.利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識，可估算出太陽對月球與地球?qū)υ虑虻娜f有引力的比值約為（ ）A.0.2 B.2 C.20 D.2008、（08江蘇卷）火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為A0.2g B0.4g C2.5g D5g9、（07重慶理）土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星，都沿近似為圓周的軌道繞土星運動，其參數(shù)如表：衛(wèi)星半徑(m)衛(wèi)星質(zhì)量(kg)軌道半徑(m)土衛(wèi)十8.901042.0110181.511018土衛(wèi)十一5.701045.6010171.51103兩衛(wèi)星相比，土衛(wèi)十（ ）A受土星的萬有引力較大 B繞土星做圓周運動的周期較大C繞土星做圓周運動的向心加速度較大 D線速度較大10、飛船在繞地球飛行的第5圈進