宇宙航行-高一下學(xué)期物理人教版必修2

宇宙航行一、人造衛(wèi)星的發(fā)射

牛頓的預(yù)言：從高山上水平拋出物體，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)。如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動，成為人造地球衛(wèi)星。A

BCDOV0E牛頓的人造地球衛(wèi)星設(shè)想物體要以多大的速度拋出去才能不落回地面成為一顆衛(wèi)星?設(shè)地球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為m′、m，衛(wèi)星到地心的距離為r，試計算衛(wèi)星運(yùn)行的速度v。向心力公式設(shè)地球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為m′、m，衛(wèi)星到地心的距離為r，試計算衛(wèi)星運(yùn)行的速度v。討論：1、衛(wèi)星距地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的速度越慢。2、靠近地面運(yùn)動的衛(wèi)星的運(yùn)行速度是最大的速度。二、宇宙速度(發(fā)射速度)1、第一宇宙速度人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度，叫做第一宇宙速度。2、第二宇宙速度當(dāng)物體的速度大于或等于11.2km/s時，衛(wèi)星就會脫離地球的吸引，不再繞地球運(yùn)行，而繞太陽運(yùn)行。這個速度叫第二宇宙速度。達(dá)到第二宇宙速度的還受到太陽的引力，是“人造行星”。3、第三宇宙速度如果物體的速度等于或大于16.7km/s，物體就擺脫了太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去。我們把這個速度叫第三宇宙速度。達(dá)到第三宇宙速度的物體是“人造恒星”。4、人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、向心加速度與半徑的關(guān)系（決定式）三、人造地球衛(wèi)星

1.近地衛(wèi)星概念：在地面附近運(yùn)行的衛(wèi)星。運(yùn)行軌道半徑：地球半徑周期：

84分鐘（衛(wèi)星的最小運(yùn)動周期）2.同步衛(wèi)星

同步衛(wèi)星：與地球自轉(zhuǎn)同步，定位于赤道正上方的衛(wèi)星

運(yùn)行軌道半徑：距地心6.625R（R：地球的半徑）周期：與地球自轉(zhuǎn)周期相同“地球是人類的搖籃，但是人類不會永遠(yuǎn)生活在搖籃里?！?/p>

——（俄羅斯）齊奧爾科夫斯基四、載人航天與太空探索

1957年10月4日，世界第一顆人造地球衛(wèi)星“斯普特尼克”１號在前蘇聯(lián)發(fā)射成功。

1961年4月12日，蘇聯(lián)空軍少校加加林進(jìn)入了東方一號載人飛船，鑄就了人類進(jìn)入太空的豐碑。1969年7月20日，阿波羅11號將人類送上了月球

1970年4月24日，我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅”1號發(fā)射成功。中國成為世界上第五個發(fā)射衛(wèi)星的國家。

2003年10月15日，我國神舟五號宇宙飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著中國成為世界上第三個能夠獨(dú)立開展載人航天活動的國家。2003年10月15日，神舟五號，楊利偉2005年10月12日，神舟六號，費(fèi)俊龍、聶海勝2008年9月25日，神舟七號，翟志剛、劉伯明、景海鵬2011年11月1日，神舟八號順利升空2012年6月16日，神州九號2013年6月11日，神舟十號，聶海勝、張曉光、王亞平2011年9月29日天宮一號發(fā)射升空2011年11月，天宮一號與神舟八號飛船成功對接2012年6月18日神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器自動交會對接2013年6月13日，神舟十號飛船與天宮一號順利自動交會對接2016年9月15日22時04分12秒，天宮二號空間實驗室在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。2016年10月19日凌晨，神州十一號飛船與天宮二號自動交會對接成功。航天員景海鵬、陳東進(jìn)入天宮二號。2017年9月17日15時29分，地面發(fā)送指令，天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間實驗室實施分離。2018年9月15日，天宮二號空間實驗室已圓滿完成2年在軌飛行和各項試驗任務(wù)，天宮二號平臺及裝載的應(yīng)用載荷功能正常、狀態(tài)良好。為進(jìn)一步發(fā)揮空間應(yīng)用效益。2019年7月19日21時06分，天宮二號空間實驗室受控離軌并再入大氣層，少量殘骸落入南太平洋預(yù)定安全海域。天宮二號受控再入大氣層，標(biāo)志著中國載人航天工程空間實驗室階段全部任務(wù)圓滿完成。

例1.某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其圓軌道離地面的距離等于地球半徑R。已知地球表面的重力加速度為g，則衛(wèi)星運(yùn)行的速率為（）例2.假如一做圓周運(yùn)動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運(yùn)動，則（）A根據(jù)公式可知，衛(wèi)星運(yùn)動的線速度將增大到原來的2倍B根據(jù)公式可知，衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的1/2C根據(jù)公式可知，地球吸引衛(wèi)星所提供的向心力將減小到原來的1/4D僅知道衛(wèi)星的軌道半徑的變化，無法確定向心力的變化。

同步衛(wèi)星是與地球自轉(zhuǎn)同步的人造衛(wèi)星，從地面上看，同步衛(wèi)星好像是固定在天上不動的。同步衛(wèi)星在現(xiàn)代通訊中發(fā)揮著重要的作用，今天，地球上空已有200多顆同步通訊衛(wèi)星。關(guān)于這些同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

A它們的質(zhì)量可能不同

B它們的速度可能不同

C它們的向心加速度可能不同

D它們離地心的距離可能不同

我國將要發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥”1號。設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面。已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81，月球的半徑約為地球半徑的1/4，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月球運(yùn)動的速度約為（）

A0.4km/sB1.8km/sC11km/sD36km/s

如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

Aa衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大

Bc加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的cCωb=ωc＞ωaDF向b＝F向c

＞

F向a地球abc

在繞地球做勻速圓周運(yùn)動的航天飛機(jī)外表面，有一隔熱陶磁片自動脫落，則（）

A陶磁片做平拋運(yùn)動

B陶磁片做自由落體運(yùn)動

C陶磁片按原軌道做勻速圓周運(yùn)動

D陶磁片做圓周運(yùn)動，逐漸落后于航天飛機(jī)試比較V1、V2、V3、V4的大小123v1v2v3v4

科學(xué)發(fā)現(xiàn)常常需要豐富的想象，牛頓以其豐富的想象力構(gòu)思了最初的“人造地球衛(wèi)星”。牛頓設(shè)想，在地球的某一高山之巔，以水平速度拋擲石塊，當(dāng)不斷增大石塊速度時（）

A