2017-2021年高中物理必修2(粤教版)习题：第三章第三节飞向太空

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物理粤教版2教学设计：第三章第三节飞向太空含答案

教学设计第三节飞向太空整体设计虽然牛顿的卫星设想为人类太空之旅提供了理论支持，但若没有火箭技术的发展，卫星终究不会上天，万有引力定律对航天技术发展的重大贡献也就无从谈起。

所以，本节首先通过“观察与思考”，从火箭技术的发展入手,旨在说明这个问题.在“实践与拓展"中，要求学生制作一个水火箭，其目的是激发学生的学习兴趣.教学重点介绍各国在航天航空领域的成就。

教学难点火箭为什么用三节.教学方法充分利用现代教学手段,把课内和课外结合起来，以开阔学生的视野为主，激发学生进一步探索的兴趣.课时安排1课时三维目标知识与技能1。

了解火箭的基本原理。

2。

了解万有引力定律对航天技术发展的重大贡献.3。

了解人类在航天技术领域取得的伟大成就.过程与方法1.通过观察实验，了解火箭发射的原理.2.认识火箭的演变过程.3.了解多级火箭的发射过程.4.通过观看图片和录像，了解人类对太空的探索.情感态度与价值观1。

体会理论对实践的巨大指导作用。

2.体会航天事业对人类所产生的影响.3.通过观看录像，激发爱国之情和为祖国的科学事业作贡献的决心。

课前准备图书、音像视频、网络资源等.教学过程导入新课飞向太空是人类千年的梦想,人类经过艰苦的努力，现终于成为现实.推进新课一、走向太空的桥梁—-火箭师将手中一只充满气体的气球释放后,你会看到什么现象?你能否解释其中的原因？仔细观察我国古代的火箭-—“起花",看一看它由哪几部分组成，分析它为什么会升空.1.火箭为何分多级科学家们在寻求建造作为天梯的火箭的过程中,发现单级火箭无论采用性能多么好的固体或液体燃料,按照当时的技术所能达到的最大速度也只有6 km/s.这就是说,根本达不到把卫星送上地球轨道所需的速度.那么,怎么解决这个难题呢？在当时条件下，俄国科学家齐奥尔科夫斯基想出一个绝妙的办法：建造被称为“火箭列车”的多级火箭.这种多级火箭由两节以上的火箭串联组成。

并联一般用于第一级火箭，以加大整个火箭的起飞推力.“火箭列车”从地面开出时，先是第一节火箭点火,达到一定速度后燃料耗尽自动脱落.这时第二节火箭点火，加大速度继续飞行,燃料用完后关机而自行脱离。

【河东教育】粤教版高中物理必修2第3章第3节飞向太空-课文知识点解析

飞向太空-课文知识点解析计算天体的质量讨论与交流我计算的基本思路：根据月球运动情况求出月球的向心加速度，而向心力是由万有引力提供的，这样，列出方程即可求得地球的质量. 我的计算过程和结果：假设m ′为地球质量，m 是月球质量，那么月球做匀速圆周运动所需的向心力为F=mr ω2=mr （T π2）2而月球运动的向心力是由万有引力提供的所以G 2r m m =mr （T π2）2由此可以解出m ′=222π4GT r代入数据得，地球质量m ′=5.89×1024 kg 由此得出计算天体质量的方法是：（1）明确围绕中心天体（行星或恒星）运动的卫星（或行星）的运动状态.（2）确定其向心加速度的大小. （3）然后根据万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律列出动力学方程. （4）解方程可求中心天体的质量. 理论的威力：预测未知天体1781年，英国天文学家威廉·赫歇耳发现了天王星，其实这颗星体很早已在当时天文学家的观测、研究之中，只是过去认为它是一颗恒星.1821年，法国经度局要编制木星、土星和天王星的星历表，编制者利用建立在万有引力定律基础上的大行星摄动理论来计算这3颗行星的位置和轨道时，发现木星与土星的理论计算与实际观测符合得很好，而天王星则很不理想.按1781年以前的观测资料计算的轨道与按1781年以后观测资料计算的轨道完全是两个不同的椭圆轨道.是1781年以前的观测资料不准确，还是存在一个大行星的摄动，使天王星改变了运动的轨道呢？时过不久，1830年以后天王星星历表上计算出来的位置又与观测实际误差达20″，并且误差越来越大，到1845年，误差竟达到2′之多.当时大多数天文学家并不怀疑观测资料的准确性，而认为存在一颗行星，它影响着天王星的运行轨道.但也有一些天文学家，则怀疑大行星摄动理论的正确性，这一理论的基础是万有引力定律.然而，有两位年轻的天文学家则坚信万有引力定律是正确的，一位是英国的亚当斯，另一位是法国的勒威耶，他们认为天王星运动与利用万有引力定律计算的结果不相符合，一定是天王星外面还有一个大行星在影响着天王星的运动.要证明这个猜想的正确，就必须把未露面的行星找出来.1845年10月，英国剑桥大学学生亚当斯（1819~1892）首先从理论上得出了结果，随后法国天文学家勒威耶（1811~1877）也计算出来了.人们根据他们的预报果然观察到这颗新行星，命名为“海王星”.当1846年勒威耶和亚当斯发现海王星以后不久，从1850年开始，一些天思维拓展应用万有引力定律可以计算天体的质量，其基本方法是：首先对围绕中心天体（行星或恒星）运动的卫星（或行星）的运动状态进行分析，通常卫星（或行星）围绕天体的运动可以近似看作匀速圆周运动.先用已知的运动学参量确定其向心加速度的大小，实际上人们是靠测定卫星（或行星）的轨道半径和周期来获得它们的向心加速度，然后根据万有引力提供了卫星（或行星）绕中心天体做匀速圆周运动所需要的向心力，应用牛顿第二定律列出卫星（或行星）的动力学方程，就可以求出中心天体（行星或太阳）的质量. 全析提示海王星和冥王星的发现进一步证明了万有引力定律的正确，而且也显示了万有引力定律对天文学研究的重大意义，海王星和冥王星的发现是理论指导实践的光辉典型.这表明：一个科学的理论，不仅要能够说明已知的事实，而且要能预言当时还不知道的事实.思维拓展文学家就分析推算在海王星以外可能还有一颗未知的行星，经过长期的努力，终于在1930年3月14日，人们发现了太阳系的第9颗行星——冥王星.理想与现实：人造卫星和宇宙速度一、牛顿预言利用万有引力定律和圆周运动知识，人们不仅能更深刻地认识和探索宇宙（主要是天体的运动），而且还能创造奇迹，宇宙飞船、航天飞机、人造地球卫星就是实例.牛顿在揭示了万有引力的规律之后，又描绘出人造卫星的原理：从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远，如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星.二、人造卫星的绕行速度、角速度、周期与半径r 的关系1.v 与r 的关系.设人造卫星沿圆形轨道绕地球运动的环绕速度为v ，地球和卫星的质量分别为M 和m ，卫星到地心的距离为r （注意：r 不是地球半径）.卫星围绕地球做匀速圆周运动而不落下，必须满足的条件是地球对卫星的万有引力完全用来提供卫星运动所需要的向心力.即G 2r Mm =m r v 2所以v=r GM上式中，G 和M 的乘积是常量，所以卫星在轨道上环绕地球运转的速率v 跟轨道半径r 的平方根成反比，即卫星环绕地球运转的轨道半径r 越大，卫星运转的速率就越小，否则卫星将会离地球而去.因为万有引力跟r2成反比，随着r 增大引力急剧减小，一旦提供的万有引力不能满足所需要的向心力（m r v 2），卫星将做离心运动脱离地球的束缚而去，当轨道半径r 越小时，卫星运转的速率就越大. 2.ω与r 的关系设人造地球卫星绕地球运转的角速度为ω，由 G 2r Mm=m ω2r可得： ω=3r GM由上式可以看出，卫星的角速度跟轨道半径的23次方成反比，即卫星环绕地球运转的轨道半径r 越大，卫星运转的角速度ω就越小，反之轨道半径r 越小，卫星运转的角速度ω就越大. 设人造地球卫星绕地球运行的周期为T ，由大胆猜想，是科学研究的重要一环，这也是一种创新精神.要点提炼在物理推导时，先设置情景并设出相关参量，然后应用规律推证.全析提示虽然距地面越高的卫星运转速率越小，但是向距地面越高的轨道发射卫星越困难，因为向高轨道发射卫星，火箭要克服地球对它的引力做更多的功，所以发射卫星的速度越大，千万不要把卫星在轨道上运转的速度和发射速度混淆起来.要点提炼卫星绕地球运行的周期跟轨道半径的23次方成正比，即卫星环绕地球运转的轨道半径r 越大，卫星运转的周期T 就越长，反之，轨道半径r 越小，卫星运转的周期T 就越小.思维拓展从讨论结果来看出v 、ω和T 均是轨道半径r 的单值函数.其函数式是研究人造地G 2r Mm =m 22π4T r可得T=2πGM r 3.三、三个宇宙速度 1.第一宇宙速度：（1）定义：要想发射人造卫星，必须具有足够的速度，发射人造卫星最小的发射速度称为第一宇宙速度. （2）推导：近地卫星轨道半径为地球半径R ，其速率（第一宇宙速度）为v ，则由万有引力充当向心力有 G 2R Mm =m R v 2式中G 为万有引力常量，M 为地球质量.若不知地球质量要估算其值，可借助于地球表面的重力加速度g.当忽略重力与万有引力的区别后则有 G 2R Mm =mg ，取GM=gR2，代入上式后可得 v=gR=7.9 km/s.2.第二宇宙速度和第三宇宙速度当人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9 km/s 时，它绕地球运行的轨迹就不再是圆形，而是椭圆形.当卫星的速度等于或大于11.2 km/s 时，卫星就会脱离地球的引力不再绕地球运行，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去，我们把11.2 km/s 称为第二宇宙速度，也称脱离速度；当物体的速度等于或大于16.7 km/s ，物体便将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间中去，我们把16.7 km/s 称为第三宇宙速度，也称逃逸速度.第二宇宙速度和第三宇宙速度的值也可由万有引力定律和动力学的知识求解，但中学阶段不作要求. 讨论与交流这种说法是错误的.卫星绕地球做匀速圆周运动的速度v 和周期T 由 G 2r Mm =m r v 2得 v=r GM G 2r Mm =mr （T π2）2 得 T=2πGM r 3所以卫星离地面越高，其飞行线速度越小，周期越大.飞向太空的桥梁——火箭一、发射火箭的原理是利用反冲运动球卫星问题的理论基础.全析提示若卫星的发射速度恰好为第一宇宙速度，则卫星会在靠近地球表面处绕地球以此速度做圆周运动，这样的卫星常称为近地卫星.对于近地卫星常忽略其轨道半径与地球半径的区别，认为其轨道半径等于地球的半径R ，第一宇宙速度可看作是近地卫星的环绕速度，因此第一宇宙速度又称为环绕速度，并由此可推导出第一宇宙速度的表达式和数值.思维拓展1.当11.2 km/s ＞v ＞7.9 km/s 时，卫星绕地球旋转，其轨道是椭圆，地球位于一个焦点上.2.当16.7 km/s ＞v ≥11.2 km/s 时，卫星脱离地球的束缚，成为太阳系的一颗“小行星”.3.当v ≥16.7 km/s 时，卫星脱离太阳引力的束缚跑到太阳系以外的空间中去. 全析提示动量守恒定律我们以后会学到，在这里也可用作用力和反作用力体会反冲运动.发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去.二、火箭的组成火箭主要由壳体和燃料两部分组成，壳体内能运载弹头、人造卫星、空中探测器等物件.燃料部分有氧化剂和燃料.三、多级火箭才能获得发射卫星所需速度1.火箭所获得的最大速度取决于两个条件：其一是喷气速度，其二是质量比（即开始飞行的质量与燃料燃尽后的质量）.2.火箭是用液态氢为燃料，液态氧为氧化剂.3.一级火箭最终达不到发射卫星所需要的速度，发射卫星用多级火箭.4.多级火箭发射时，第一级火箭燃烧结束后，便自动脱落，接着第二、第三级依次工作，燃烧结束后自动脱落，这样可以不断地减小火箭壳体的质量，减轻负担，使火箭达到远远超过使用同样多的燃料的一级火箭所能达到的速度.目前多级火箭一般都是三级火箭.。

粤教版高中物理必修2第3章第3节飞向太空-备课资料

飞向太空-备课资料学习目标1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.2.会用万有引力定律计算天体的质量.3.通过“计算天体质量”，引导学生掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法.4.了解人造卫星的有关知识，正确理解人造卫星做圆周运动时，各物理量之间的关系.5.知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度.学习提示本节重点讲述了万有引力定律在天文学上的重要应用，即天体质量的计算，又从万有引力提供向心力为出发点，讲述了人造卫星的发射原理，推导了第一宇宙速度.重点是掌握万有引力定律应用中的一些基本思想和方法，注意不要把运行速度和发射速度混为一谈，注意解题过程中的一些隐含物理量. 互动学习1.太阳的质量为m1，地球的质量为m2，它们之间的距离是r ，则它们之间的万有引力是：_______.答案：G 221r m m2.若地球的质量为m1，绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，其轨道半径为r ，运行周期为T ，则需要的向心力为_______.答案：m122π4T r3.重力加速度g 的方向总是_______，在地球上不同的地方，g 的大小是_______.答案：竖直向下的不同的知识链接本节学习中主要应用到万有引力定律和圆周运动的知识来解决天体中的许多问题.教材习题探讨第二节练习1.已知T=365天=365×24×3600s=3.16×107s r=1.5×1011m 地球绕太阳做匀速圆周运动其向心力是太阳对它的引力提供的. 设：太阳质量M ，地球质量m由G 2r Mm =mr （T π2）2得M=232π4GT r =27112112)1016.3(1067.6)105.1(14.34⨯⨯⨯⨯⨯⨯-kg=2.0×1030 kg.2.所谓地球同步卫星是和地球自转周期相同，T=86400 s ，从而使同步卫星高度h 一定，由F 引=F 向得方法点拨太阳对地球的引力提供地球做圆周运动的向心力.要发射同步卫星，必须同时满足三个条件：（1）卫星运动周期和地球自转周期相同T=24 h. （2）卫星的运行轨道在地球的赤道平面内.G2)(h R Mm +=m （R+h ）（T π2）2解得h=3.6×104 km 如图3－2－1所示，一颗同步卫星能覆盖赤道的范围是，由图可知：cos α=OC OA =h R R +=4106.364006400⨯+=0.151 （α=81.3°）所以弧所对应的圆心角2α=162.6°，因此要覆盖整个赤道至少需要的卫星数n=︒︒6.162360=2.2取n=3个，实际应用时，是将三颗同步卫星对称地分布在赤道上方. AB C R Oα卫星图3－2－1 3.在地面附近，重力等于万有引力，此力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，（地球半径R 、地面重力加速度g 已知）由mg=m R v 2得v=gR=8.91064003⨯⨯km/s=7.90 km/s 这就是所求的环绕速度. 第三节练习 1.当以第一宇宙速度发射人造卫星，它将围绕地球表面做匀速圆周运动，若它发射的速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，则它将围绕地球做椭圆运动.有时为了让卫星绕地球做圆周运动，而要在卫星发射后做椭圆运动的过程中二次点火，以达到预定的圆轨道.我们以如图3－2－2所示为例来简单介绍一下：设第一宇宙速度为v ，则由第一宇宙速度的推导过程有G 2R Mm =m R v 2.在地球表面若卫星发射的速度v1＞v ，则此时卫星受地球的万有引力G 2R Mm 应小于卫星以v1绕地表做圆周运动所需的向心力m R v 21，故从此时开始卫星将做离心运动.在卫星离地心越来越远的同时，其速率也要不断减小，在其椭圆轨道的远地点处（离地心距离为R ′），（3）卫星距地面的高度有确定值（约3.6×107m ）.在地面上的物体及地面附近的物体（包含近地卫星）在通常情况下都认为mg=G 2R mM.利用离心运动和向心运动理解发射到预定轨道过程.速率为v2（v2＜v1），此时由于G 2R Mm'＞m R v '22，卫星从此时起做向心运动，同时速率增大，从而绕地球沿图示的椭圆轨道做周期性运动.如果在卫星经过远地点处开动发动机使其速率突然增加到v3，且G 2R Mm '=m R v '23，则卫星就可以速率v3、以R ′为半径绕地球做匀速圆周运动，同样的道理，在卫星回收时，选择恰当的时机使做圆周运动的卫星速率突然减小，卫星将会沿椭圆轨道做向心运动，让该椭圆与预定回收地点相切或相交，就能成功地回收卫星. v v 2R 'R M v 1 图3－2－2 通过以上讨论可知：卫星在某一圆轨道上做匀速圆周运动，其速率为一确定值，若卫星突然加速（或减速），则卫星会做离心（或向心）运动而离开原来的轨道.有人提过这样的问题；飞船看见前方不远处有一和它在同一轨道上同向做圆周运动的卫星，此时若仅使它速度增大，能否追上卫星？若飞船加速，则它会离开原来的轨道，所以不能追上，它只有在较低的轨道上加速或在较高的轨道上减速，才有可能追上卫星. 2.发射火箭的原理是利用反冲原理发射火箭时，尾管中喷射出的高速气体有动量，根据动量守恒定律，火箭就获得向上的动量，从而向上飞去. 3.随着飞行速度的增加，空气阻力会变大，万有引力变小，火箭的质量变小，假设火箭的反冲力不变，则加速度会逐渐变小. 习题三 1.已知R 火=3.43×106 m ，ρ=3.95×103 kg/m3 则火星的体积V=34πR3火星的质量 M=ρ·V=34πR3ρ=34×3.14×（3.43×106）3×3.95×103kg=6.67×1023kg 由mg=G 2火R Mm得 g=2火R GM =262311)1043.3(1067.61067.6⨯⨯⨯⨯-m/s2 =3.8 m/s2利用牛顿第二定律解释.在星球表面认为重力近似等于万有引力.利用开普勒定律求解.由mg=m 火R v 2得v=火gR =61043.38.3⨯⨯m/s =3.6×103 m/s. 2.已知T1=28天，设R1为月球原来的轨道半径，则R2=R1+10%R1=1.1R1 由开普勒三定律得22322131T R T R = T2=T1·3132R R =28×1.15（天）=32.3天即，现在“阴历”中的第一天将变为32.3天. 3.v 地=7.9 km/s ，m 行=8M 地 r 行=2R 地由G 2R Mm =m R v 2得，环绕速度v=R GM则地行v v =行地地行R R m m ⋅所以v 行=2v 地=2×7.9 km/s=15.8 km/s. 4.设星球上的重力加速度为g ′则由t=gv 02得g ′=t v 02.由mg=m R v 2得v=gR =Rt v ⋅025.周期T=1421h设飞船离地面高度为h G2)(h R Mm +=m （h+R ）（T π2）2其中M=5.89×1024 kgR=6.37×106 m解得h=3.5×105 m.万有引力充当卫星的向心力.利用竖直上抛规律求出重力加速度，由第一宇宙速度含义求解.万有引力充当飞船的向心力.知识总结1.同学们要通过多种手段、多种途径了解世界航天发展的历史，以及人类对宇宙探索方面的知识，尤其是我国对世界航天事业发展作出的突出贡献，如我国发射人造地球卫星探索宇宙、利用人造地球卫星为人类服务的知识，特别是2003年10月15日9时，我国“神舟”五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空.飞船绕地球14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场.这次成功的发射实现了中华民族千年的飞天梦想，标志着中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家，为进一步的空间科学研究奠定了坚实的基础，对学生进行爱国主义的情感教育.学习的手段可以多种多样，如听有关的专题讲座、科普知识的讲座、查阅文献资料、利用互联网查阅等手段.2.本节课同学们要在复习万有引力定律及其应用的基础上，结合航天科技方面的发展，对有关的问题，如火箭怎样推动卫星进入地球运行轨道，初步进行理论方面的研究；复习人造卫星的向心加速度、速度、角速度、周期跟轨道半径的关系，解决有关的问题；了解地球同步卫星的知识等，使学习起到承上启下、温故知新的效果.。

物理粤教版必修2 第三章第三节飞向太空课堂练习 Word版含解析

1．(双选)用三级火箭发射人造地球卫星，在第一级火箭燃料燃尽后第二级火箭点火，并自动脱掉第一级火箭的笨重外壳，这样做的好处是( )A ．使第二级火箭推动的质量减小，获得更大的加速度B ．使卫星达到同样的速度，减少发射使用的燃料C ．使第二级火箭发动机的推力更大D ．方便火箭外壳回收再利用解析：选AB.火箭发动机的推力是喷出气体的反作用力，与火箭质量无关．由a ＝F m知，第一级火箭脱掉后，m 减小，加速度增大，达到同样的速度可以减少燃烧的燃料，故A 、B 正确，C 、D 错误.2．(单选)2013年6月，我国已经完成了“神舟十号”的发射，以后我国的宇宙飞船的载员人数及航天员在太空中停留的时间都要增加．其中，航天员在轨道舱中进行体育锻炼将是一个必不可少的环节．下列器材最适合航天员在轨道舱中锻炼时使用的是( )A ．哑铃B ．弹簧拉力器C ．单杠D ．徒手跑步机解析：选B.在失重状态下，航天员使用哑铃、单杠及徒手跑步机将起不到锻炼的效果．3．(单选) 发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道．发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图所示，这样选址的优点是，在赤道附近( )A ．地球的引力较大B ．地球自转线速度较大C ．重力加速度较大D ．地球自转角速度较大解析：选B.卫星在地球上随地球一起自转的速度在赤道附近最大，沿其自转方向发射，可节省很多能量，发射更易成功．4．(单选)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )A ．距地面的高度变大B ．向心加速度变大C ．线速度变大D ．角速度变大解析：选A.本题应抓住同步卫星与地球自转周期相同这一特征，结合万有引力定律和牛顿第二定律进行求解．A ．地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由GMm (R ＋h )2＝m 4π2T 2(R ＋h )，得h ＝3GMT 24π2－R ，T 变大，h 变大，A 正确． B ．由GMm r 2＝ma ，得a ＝GM r2，r 增大，a 减小，B 错误． C ．由GMm r 2＝m v 2r ，得v ＝ GM r，r 增大，v 减小，C 错误． D ．由ω＝2πT可知，角速度减小，D 错误． 5．(1)一地球卫星高度等于地球半径，用弹簧秤将一物体悬挂在卫星内，物体在地球表面受的重力为98 N ，则它在卫星中受地球引力为________N ，物体的质量为______kg ，弹簧秤的读数为________N.(2)第一个进入载人飞船，绕地球飞行一周，然后重返大气层的宇航员是________，我国第一个进入太空的宇航员是________．我国第一个在太空出舱活动的宇航员是____________．解析：物体距地心为2R 0，引力为地面引力的14，即24.5 N ，物体质量不变m ＝98 N 9.8 m/s 2＝10 kg ，此时引力全部充当向心力，弹簧秤上读数为零．答案：(1)24.5 10 0 (2)加加林杨利伟翟志刚。

高中物理基础知识篇第三章第三节飞向太空同步练测粤教版必修2

3.3 飞向太空建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有两个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共50分）1. 在轨道上运行的人造地球卫星的天线突然折断，天线将（）Ａ.做自由落体运动Ｂ.做平抛运动Ｃ.沿原轨道的切线运动Ｄ.相对卫星静止，和卫星一起在原轨道上绕地球运动2. 某一颗人造同步卫星距地面高度为，设地球半径为，自转周期为，地面处的重力加速度为，则该同步卫星线速度的大小为（）Ａ. Ｂ.Ｃ. Ｄ．3. 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，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点，如图１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１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点时的加速度大于它在轨道2上经过点时的加速度Ｄ.卫星在轨道２上经过Ｐ点时的加速度等于它在轨道3上经过点时的加速度 4. 人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期的变化情况为（）Ａ.线速度增大，周期增大Ｂ.线速度增大，周期减小Ｃ.线速度减小，周期增大Ｄ.线速度减小，周期减小5. 地球同步卫星离地心的距离为，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为，则以下式子正确的是（）Ａ. Ｂ. Ｃ. Ｄ.6. 我们在推导第一宇宙速度时，需要作一些假设，下列假设中不正确的是（）Ａ.卫星做匀速圆周运动Ｂ.卫星的运转周期等于地球自转的周期Ｃ.卫星的轨道半径等于地球半径Ｄ.卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力7. 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的２倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（）Ａ.倍Ｂ.Ｃ. Ｄ.２倍8. 在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器能正常使用（）Ａ.天平Ｂ.弹簧测力计Ｃ.摆钟Ｄ.水银气压计9. 如图所示，在同一轨道平面上的质量相等的几个人造地球卫星、、，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有（）Ａ.根据，可知＜＜Ｂ.根据万有引力定律可知＞＞Ｃ.向心加速度＞＞Ｄ.运动一周后，先回到原地点10.人造卫星在绕地球运行的过程中，由于高空稀薄空气阻力的影响，将缓慢地向地球靠近，在这个过程中，卫星的（）Ａ.机械能逐渐减小图1图2Ｂ.动能逐渐减小Ｃ.运行周期逐渐减小Ｄ.向心加速度逐渐减小二、计算题（本题共4小题，11、12每小题12分，13、14每小题13分，共50分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，地球半径是月球半径的4倍，那么登月舱靠近月球表面，环绕月球运行的速度为多少？已知人造地球卫星的第一宇宙速度为.12. 1976年10月，剑桥大学研究生贝尔偶尔发现一个奇怪的射电源，它每1.337 发出一个脉冲信号．贝尔和他的导师曾认为他们和外星文明接上了头，后来大家认识到，事情没有这么浪漫，这类天体被定名为“脉冲星”，“脉冲星”的特点是脉冲周期短，且周期高度稳定，这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动，自转就是一种很准确的周期运动．(1)已知蟹状星云的中心星是一颗脉冲星，其周期为．的脉冲现象来自自转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，试估算的最小密度．(2)如果的质量等于太阳质量，该星的可能半径最大是多少？（太阳质量是）13. 两行星在同一平面内绕同一恒星做匀速圆周运动，运动方向相同，的轨道半径为，的轨道半径为，已知恒星质量为，恒星对行星的引力远大于卫星间的引力，两行星的轨道半径＜．若在某一时刻两行星相距最近，试求：(1)再经过多长时间两行星距离又最近？(2)再经过多长时间两行星距离又最远？14．我国成功发射的航天飞船“神舟”五号，绕地球飞行14圈后安全返回地面，这一科技成就预示我国航天技术取得最新突破．据报道，飞船质量约为，绕地球一周的时间约为．已知地球的质量，万有引力常量．设飞船绕地球做匀速圆周运动．由以上提供的信息，解答下列问题：(1)“神舟”五号离地面的高度为多少？(2)“神舟”五号绕地球飞行的速度是多大？(3)载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程，若空气阻力与速度平方成正比，比例系数为，载人舱的质量为，则此匀速下落过程中载人舱的速度多大？3.3 飞向太空得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、计算题11.12.13.14.3.3 飞向太空参考答案一、选择题1. D解析：对人造地球卫星由万有引力定律和牛顿第二定律得：①即②两边同乘以天线的质量,得，即万有引力等于天线做圆周运动所需要的向心力，故选项Ｄ正确．点拨：①物体的运动情况决定于物体的初速度和受力情况，两者缺一不可．②对常见的物理模型在头脑中要清晰可见．2. BC 解析：由线速度定义式知,故选项Ｂ正确．对同步卫星由万有引力定律和牛顿第二定律得：①对地球表面的物体有②联立得：,故选项Ｃ正确．点拨：①求解天体稳定运行的公式有．②注意“黄金代换式”的应用.3. BD 解析：由可知，选项Ａ错误；由知，选项Ｂ正确；由万有引力引律和牛顿第二定律知，选项Ｃ错，而选项Ｄ正确．点拨：要灵活选择公式，判定描述圆周运动的物理量（）的变化情况．4. B 解析：因线速度减小，故，卫星将做向心运动，由动能定理可知，线速度将增大，由，可知变短．点拨：判定线速度大小方法有两种：（1）稳定运动的不同轨道上的线速度大小比较；（2）变轨运行的过程中线速度大小的比较．5. AB 解析：（1）要分清所揭示的研究对象是否是中心天体表面的物体（或天体）．（2）严格区分“第一宇宙速度”和“中心天体的自转速度”．6. Ｂ解析：第一宇宙速度是指贴近地面运行的卫星的环绕速度，故选项Ａ、Ｃ、Ｄ正确；卫星的运转周期和地球自转的周期是完全不同的概念，只有同步卫星的运转周期和地球自转的周期是相同的，其他的都不相等，故选项Ｂ不正确．7. Ｂ解析：因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力，故公式成立，所以解得，因此，当不变，增加为时，减小为原来的，即正确的选项为．8. 解析：由于在运行的人造地球卫星上的物体处于完全失重状态，故凡是仪器在设计原理上与重力加速度有关的均不能正常使用，故应选、、．9. 解析：公式，只适用于星球表面的卫星，故Ａ错误；根据卫星受到的万有引力等于向心力的关系，可知Ｂ、Ｃ正确，选项Ｄ错误．10. 解析：由于卫星不断地克服阻力做功，其机械能逐渐减小，选项Ａ正确；由于卫星缓慢地向地球靠近，可以近似地看成卫星在做半径不断减小的圆周运动，根据卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度与其轨道半径的对应关系，，，可得选项Ｃ也正确．二、计算题11. 解析：对天体表面附近的飞行物由牛顿第二定律和万有引力定律得：①又②联立得：，则③④又⑤⑥以上各式联立得12.（1）1.3×(2)解析：(1)设脉冲星的质量为，半径为，最小密度为，体积为则①又②而③解得：(2)由得.点拨：认真阅读，明确题意，提取题目中的有用信息：脉冲星周期即为自转周期．脉冲星高速自转不瓦解的临界条件为：该星球表面的某块物质所受星体的万有引力恰好等于其做圆周运动的向心力. 13. 解：(1)设、两行星的角速度分别为、，经过时间，转过的角度为，转过的角度为．、距离最近的条件是：恒星对行星的万有引力提供向心力，则，即由此得出,求得（＝１，２，３…）（２）如果经过时间，、两行星转过的角度相差π的奇数倍时，则、相距最远，即：则＝将代入得：点拨：（1）对运动问题中出现两个或两个以上的运动物体时，要分别研究以后，再建立联系．（2）对圆周运动的物体要注意其周期性造成的多解．14.（1）（2）(3)解析：(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得：则离地高度 .(2)绕行速度.(3)由平衡条件可知：，则速度.。

高中物理第三章万有引力定律及其应用第3节飞向太空素材粤教版必修2(2021年最新整理)

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第3节飞向太空人类第一次登月基本简介阿波罗11号（Apollo 11）是美国国家航空航天局的阿波罗计划中的第五次载人任务，是人类第一次登月任务。

1969年7月20日，尼尔·阿姆斯特朗与巴兹·奥尔德林成为了首次踏上月球的人类。

阿波罗11号的成功实现了约翰·肯尼迪总统在1961年5月25日的演说中声称美国会在1970年以前“把一个宇航员送到月球上并把他安全带回来”的目标。

登月任务在发射现场超过一百万的人群之外，全世界约有创记录的六亿人观看了发射的现场直播。

尼克松总统在白宫的椭圆形办公室了解了发射情况。

装载着阿波罗11号的土星5号火箭于1969年7月16日13时32分(UTC,当地时间9时32分)在肯尼迪航天中心发射升空，12分钟后进入地球轨道。

在环绕地球一圈半后，第三级子火箭点火,航天器开始向月球航行。

30分钟后，指令/服务舱从土星5号分离，在转向后与登月转接器(Lunar Module Adaptor。

）中的登月舱连接.月球转移轨道射入（TLI.)将航天器射向月球。

阿波罗11号于7月19日经过月球背面，很快点燃了主火箭并进入了月球轨道。

在环绕月球的过程中，三名宇航员在空中辨认出了计划中的登月点。

阿波罗11号的登陆点在静海(Mare Tranquillitatis)南部，在Sabine D。

粤教版高中物理必修2同步习题：3.3飞向太空含试卷分析详解

第三章第三节飞向太空1．月球探测器在环绕月球运行过程中，轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时( )A．r、v都略微减小B．r、v都将保持不变C．r略微减小，v略微增大D．r略微增大，v略微减小2．人造卫星在太空绕地球运行时，若天线偶然折断，天线将( )A．继续和卫星一起沿轨道运行B．做平抛运动，落向地球C．由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动D．做自由落体运动，落向地球3．宇宙飞船要与环绕地球运转的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站( ) A．只能从较低轨道上加速B．只能从较高轨道上加速C．只能从与空间站同一高度轨道上加速D．无论在什么轨道上，只要加速都行4．(多选)人造卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体将( )A．处于完全失重状态，所受万有引力为零B．处于完全失重状态，但仍受到万有引力的作用C．所受的万有引力就是维持它随卫星一起做匀速圆周运动所需的向心力D．处于平衡状态，合外力为零5．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )A．轨道半径变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小6．“神舟十一号”与“天宫二号”已成功实现自动交会对接．如果对接前“神舟十一号”和“天宫二号”在同一轨道上运动，若“神舟十一号”与前面的“天宫二号”对接，“神舟十一号”为了追上“天宫二号”，可采用的方法是( )A．“神舟十一号”加速追上“天宫二号”，完成对接B．“神舟十一号”从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上“天宫二号”完成对接C．“神舟十一号”加速至一个较高轨道再减速追上“天宫二号”完成对接D．无论“神舟十一号”如何采取措施，均不能与“天宫二号”对接7．(多选)人们离开大气层，进行航天飞行所需的运载工具可以是( )A．喷气式飞机B．火箭C．直升机D．航天飞机8．(多选)“神舟十号”飞船与“天宫一号”实施交会对接，“神舟十号”在追赶“天宫一号”的过程中，飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行的周期约为90分钟，下列判断正确的是( )A．飞船变轨前后的线速度相等B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度9． (多选)假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是( )A．飞船在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大于飞船在轨道Ⅱ上经过P点时的速度B．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同答案1C 2A 3A 4BC 5A 6B 7BD 8BC 9BC。

粤教版高中物理必修2第3章第3节飞向太空教案参考

第三节飞向太空要点精讲1．火箭是飞向太空的桥梁，人们利用多级火箭将人造卫星发送到预定的轨道。

2．2003年10月15日，我国首次载人航天飞行取得圆满成功，标志着中国人千年的“嫦娥奔月”的梦想即将变为现实。

典型题解析[例1] 可以发射一颗这样的人造卫星,使其圆轨道 ( ) ⑴.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆⑵.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆⑶.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是静止的⑷.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的A ⑴⑵ B.⑶⑷ C.⑵⑶ D.⑴⑷[解析]人造卫星的轨道有一个特点，其轨道的圆心应和地球的中心相重合。

同时，我们把在赤道上空运行的卫星称为赤道轨道卫星；把通过地球两极的卫星叫做极地卫星；把其他轨道卫星叫做一般轨道卫星。

⑴中的卫星其圆心不能和地心重合，故不可能；⑵中卫星由于地球的自转，所以卫星轨道不可能和经度线重合；⑶中所述卫星为同步卫星；⑷中所述卫星为赤道轨道的非同步卫星。

[说明]所有卫星的轨道只要满足一点就行，即轨迹中心和地心重合。

[例2] 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆周轨道上然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道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1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 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点的加速度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 点的加速度[解析] 在卫星绕地球做匀速圆周运动的问题上，应明确轨道半径越大，速度越小，周期越长，角速度越小。

而要想使卫星从低轨道上升至较高轨道，则必须提供给卫星更多的能量。

卫星在运行过程中的加速度值应用G 2rMm =ma 来计算。

物理粤教版高一年级必修2第三章第3节《飞向太空》教学课件

这是火星探测器在火星上拍摄的太阳景观和火星地面的照片。
水星探测器
土
星
探
测
器
冥王星探测器
2、一九八一年九月二十日中国成功地用“ 风暴 1号”运载火箭发射了三颗物理探测卫星。
3、一九八四年四月八日，中国成功发射了第一颗试验通信卫星 4、一九九○年四月七日，中国“长征三号”运载火箭成功发射了美国研制的“亚洲1号”卫星。
5、二○○三年十月十五日，“神舟5号”飞船升空，我国第一艘载人飞船飞上太空，16 日凌晨安全降落于内蒙古草原，宇航员杨利伟顺利走出降落舱，神七顺利返回。
第三章第三节飞向太空
增城市新塘中学曾昭义
一、飞向太空的桥梁——火箭
我国南宋时期的火箭
现代多级火箭长征系列
1、火箭的发展过程
我国的早期火箭是现代火箭的鼻祖；近
代火箭是从19世纪开始的，对近代火箭的研
究作出重要贡献的科学家是俄国科学家齐奥
尔科夫斯基，他研究了火箭运动的原理和液
4、一九七一年四月九日,前苏联发射了“礼炮1号 ”空间站；两年后，美国将“空间实验室”空间站送入太空,神七太空慢步。
前苏联空间站
美国空间站
5、一九作一年四月十二日，美国 “ 哥伦比亚号”航天飞机首次载人航天飞行试验成功,使航天技术的发展进入了一个新的阶段。
（二）中国航天发展的历程
1、一九七○年四月二十四日，中国第一颗人造地球卫星发射成功。
“神七”特别报道
学习航天精神，努力学习
三、探索宇宙奥秘的先锋
——空间探测器
考对二一察金号九
星』六进探二行测年了器射近，了距第『离一水的闪手

高中物理 3.3飞向太空练习粤教版必修2

第三节飞向太空一、单项选择题1．关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是( )A ．第一宇宙速度又叫环绕速度B ．第一宇宙速度又叫脱离速度C ．第一宇宙速度跟地球的质量无关D ．第一宇宙速度跟地球的半径无关【答案】A【解析】地球卫星的第一宇宙速度又叫环绕速度，A 对，B 错．由GMm R 2＝m v 2R 得v ＝ GM R ，因此C 、D 都错．2．宇宙飞船在半径为R 1的轨道上运行，变轨后的半径为R 2，R 1＞R 2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的( )A ．线速度变小B ．角速度变小C ．周期变大D ．向心加速度变大【答案】D【解析】万有引力提供向心力，则GM m R 2＝mRω2＝mv 2R ＝mR ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2＝ma ，v ∝1R 、ω∝1R3、T ∝R 3、a ∝1R2，v 变大，A 错；ω变大，B 错；T 变小，C 错；a 变大，D 对． 3．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及这两颗人造地球卫星到地球中心的距离可能是( )A ．一人在南极，一人在北极；两卫星到地球中心的距离一定相等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D ．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍【答案】C【解析】同步卫星由于其绕地球转动周期与地球的自转周期相同，根据万有引力定律和匀速圆周运动的规律，G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，可知其轨道半径是唯一确定的，即它们与地面的高度是相同的，所以，C 正确．4．当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )A ．在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大B ．同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大C ．轨道半径越大，运动周期越大D ．轨道半径越大，运动速度越大【答案】C二、双项选择题5．人造卫星进入轨道做匀速圆周运动时，卫星内的物体将( )A ．处于完全失重状态，所受万有引力为零B ．处于完全失重状态，但仍受到万有引力的作用C ．所受的万有引力就是维持它随卫星一起做匀速圆周运动所需的向心力D ．处于平衡状态，合外力为零【答案】BC【解析】做匀速圆周运动的卫星，万有引力完全为向心力，卫星及卫星内的物体处于完全失重状态，故A 、D 错，B 、C 对．6．假如一颗做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，仍做圆周运动，则( )A ．根据公式v ＝ωr 可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B ．根据公式F ＝mv 2r 可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C ．根据公式F ＝G Mm r 2可知地球提供的向心力将减小到原来的14D ．根据上述B 和C 中给出的公式可知，卫星运行的线速度将减小到原来的22【答案】CD【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力提供，有G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GM r ，所以当轨道半径加倍时，引力变为原来的14，速度变为原来的22倍，故选项C 、D 正确．7．据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( )A ．运行速度大于7.9 km/sB ．离地面高度一定，相对地面静止C ．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】BC【解析】本题综合考查了卫星和同步卫星的有关知识、应用万有引力定律解题的基本思路，及向心加速度的概念.7.9 km/s 是人造卫星的第一宇宙速度，是近地卫星的运转速度，也是人造卫星的最大运行速度，所以同步卫星的运行速度小于7.9 km/s ，A 项错误；根据G Mm R ＋h 2＝m 4π2T 2(R ＋h )得：卫星的高度h ＝GMT 24π2－R ，由于同步卫星的周期T (等于地球自转周期)确定，所以高度确定，B 项正确．同步卫星的周期(1天)比月球运转的周期(约28天)小，所以同步卫星比月球的角速度大，C 项正确；地球赤道上的物体和卫星的角速度相同，但半径不同，根据a ＝ω2r 知，卫星的向心加速度大，D 项错误．易错点在D 项．要正确解答需明确静止在赤道上的物体的向心力不是万有引力，而是重力和支持力的合力，不能根据G Mm r2＝ma 来比较物体和卫星的向心加速度．要找出赤道上物体和卫星的共性——角速度相等，从而正确解题．8．两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，周期之比为T A ∶T B ＝1∶8，则轨道半径之比和运动速度之比分别为( )A ．R A ∶RB ＝4∶1 B ．R A ∶R B ＝1∶4C ．v A ∶v B ＝1∶2D ．v A ∶v B ＝2∶1【答案】BD 【解析】由T 2R 3＝K 得：R A ∶R B ＝1∶4，又v ＝ GM R，所以v A ∶v B ＝2∶1. 9．火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍．根据以上数据，以下说法正确的是( )A ．火星表面重力加速度的数值比地球表面小B ．火星公转的周期比地球的长C ．火星公转的线速度比地球的大D ．火星公转的向心加速度比地球的大【答案】AB【解析】根据万有引力等于重力表示出重力加速度，再去进行比较．研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力，列出等式再去进行比较．AB 正确．。

新粤教版必修2第3章《万有引力定律及其应用》课件：3.3飞向太空

第三节飞向太空
1.关于“神舟七号”飞船的运动，下列说法中正确的是
() A．点火后飞船开始做直线运动时，如果认为火箭所受的空气阻力不随速度变化，同时认为推力F(向后喷气获得)不变，则火箭做匀加速直线运动 B．入轨后，飞船内的航天员处于平衡状态 C．入轨后，飞船内的航天员仍受到地球的引力用，但该引力小于航天员在地面时受到的地球对他的引力 D．返回地面将要着陆时，返回舱会开启反推火箭，这个阶段航天员处于失重状态

2.如图宇宙飞船A在低轨道上飞行，为了给更高轨道的宇宙空间站B输送物资，需要与B对接，它可以采用喷气的方法改变速度,从而达到改变轨道的目的，则以下说法正确的是( )
A．它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变小 B．它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变大 C．它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变大 D．它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变小
A、运行速度大于7.9km/s
B、离地面高度一定，相对地面静止
C、绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D、向心加速度与静止在赤道上的物体向心加速度大小相等
这一样个的人人所才受有的学教问育。超
过了自己的智力，
You made my day!
我们，还在路上……
3.(双选)发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图3－2－5所示．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上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于在轨道2上经过Q点时的速率 D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于在轨道3上经过P点时的加速度

高中物理第三章及其应用第3节飞向太空教案3粤教版必修2

第3节飞向太空本节教材分析三维目标1．知识与技能(1)了解火箭的基本原理．(2)了解万有引力定律对航天技术发展的重大贡献.(3)了解人类在航天技术领域取得的伟大成就.2．过程与方法(1)通过观察实验，了解火箭发射的原理.(2)认识火箭的演变过程．(3)了解多级火箭的发射过程．(4)通过观察图片和录像，了解人类对太空的探索.3．情感、态度与价值观(1)体会理论对实践的巨大指导作用．(2)体会航天事业对人类所产生的影响.(3)认识太空探险是一项光荣而危险的任务.(4)通过观看录像，激发爱国之情和为祖国的科学事业做贡献的决心.教学重点天体运动的向心力是由万有引力提供的，这一思路是本节课的重点。

教学难点第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是卫星运行的最大速度，它们的统一是本节课的难点。

教学建议建议教师先引导学生学习人造地球卫星的发射原理，推导第一宇宙速度，应使学生确切地理解，第一宇宙速度是卫星轨道半径等于地球半径时，即卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度.当轨道半径r大于地球半径时，卫星绕地球做匀速圆周运动的速度变小.在实际教学时，学生常根据课本所描述的情况得出离地球表面越高的地方，其运行速度越大的错误结论，对此可向学生说明：卫星在椭圆轨道上运行时，它在各点的速度大小是不同的，在近地点速度最大，以后逐渐减小，在远地点速度最小.虽然公式GM只适用于描述做匀速圆周运动的卫星，但是由椭圆轨道上卫星的运行情况，也可以大致印证当r v=r变大时，v变小.新课导入设计导入一复习提问：解决天体运动的两条思路是什么?①万有引力作为其做圆周运动的向心力。

板书：F万=F向②在地球表面的物体重力近似等于万有引力。

引课提问：我们在看电视实况转播时总听到解说员讲：电视机前的观众朋友们：我们正在通过太平洋上空或印度洋上空的通讯卫星转播电视实况，那么卫星是如何发射出去的？人造卫星的运行速率与其轨道半径有何关系？导入二问：在高山上用不同的水平初速度抛出一个物体，不计空气阻力，它们的落地点相同吗？学生：它们的落地点不同，速度越大，落地点离山脚越远.因为在同一座高山上抛出，它们在空中运动的时间相同，速度大的水平位移大，所以落地点也较远.教师：假设被抛出物体的速度足够大，物体的运动情形又如何呢？高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

新粤教版必修2物理3.3 飞向太空课件

力，使火箭向前射出的。
材料1——探索太空的开始材料2——神州五号发射实况材料3——多级火箭
二.梦想成真——遨游太空材料1——遨游太空第一人
材料2——我国的航天事业对于中国人来说，飞天之梦自古就不缺乏。从“鸡犬升
天”的故事，到敦煌壁画中美丽的飞天女神，都是这种梦想的反映。“神舟五号”的发射，自然是中国航天史上重要的里程碑之一。材料3——神五发射神五返回神五回收
航天飞机发射瞬间
飞行中打开舱盖进行实验
航天飞机打开舱盖用机械臂抓住哈勃
宇航员太空行走修复哈勃
修复后的哈勃拍摄的室女座黑洞
俄罗斯的“联盟TM-31”飞船将宇航员送入太空
国际空间站的首批乘员
这就是我国自行开发研究并实验成功的载人实验飞船“ 神州号”。
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第三章万有引力定律及其应用
第三节飞向太空
探索太空的意义： 1.宇宙空间对人类的生存有极大的影响，人类急需对此有
所了解。同时，在太空对地球可以进行各种观测，收集各种对人类生存、发展有用的信息。
2.利用宇宙空间得天独厚的条件（如失重、高真空、强辐射，超低温等），制造新材料，培育新品种，开发新能源。
太阳系的主要成员——太阳和其九大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。
壮观的太阳日冕
美丽的家园——地球
木星
土星和它美丽的光环
爱神小行星
海尔—波普彗星
阿波罗登月飞船释放登月舱
•
着登陆月的舱瞬在间月
球表面软
ห้องสมุดไป่ตู้
阿姆斯特朗：“我的一小步，人类的一大步”
三.探索宇宙奥秘的先锋——空间探测器
以下是一组宇宙探索的图片，浏览它们，你有什么感受呢……

2021学年高中物理第三章万有引力定律及其应用第三节飞向太空学案粤教版必修2

第三节飞向太空知识目标核心素养1.了解火箭的根本原理，了解万有引力定律对航天技术开展的重大奉献．2．了解人造卫星的轨道和同步卫星的知识．3．会区别分析同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体.1.了解我国火箭技术及人造卫星和飞船发射等的研究情况，激发学生的爱国热情．2．通过比照“同步卫星、近地卫星、地球赤道上物体〞的运行规律，提高推理及综合分析能力.一、火箭1．火箭的原理利用火药燃烧向后急速喷出的气体产生的反作用力，使火箭向前射出．2．火箭的组成：主要有壳体和燃料两局部．3．多级火箭：多级火箭是用几个火箭连接而成的火箭组合．一般用三级．火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火〞，推动各级火箭一起前进，当这一级的燃料燃尽后，第二级火箭开场工作，并自动脱掉第一级火箭的外壳；第二级火箭在第一级火箭根底上进一步加速，以此类推，最终到达所需要的速度．二、航天技术的开展历程1．遨游太空1957年10月4日，苏联发射了第一颗人造地球卫星.1961年4月12日，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号〞带着苏联宇航员加加林环绕地球一圈.1969年7月20日，美国的“阿波罗11号〞宇宙飞船将两名宇航员送上了月球.1971年4月9日，苏联发射了“礼炮1号〞空间站.1973年，美国将“天空实验室〞空间站送入太空，实现了人类无法在地面上进展的各种科学实验.1981年4月12日，美国“哥伦比亚号〞航天飞机首次载人航天飞行试验成功.2003年10月15日，我国首次载人航天飞行取得圆满成功．2．空间探测器1962年美国的“水手2号〞探测器第一次对金星进展了近距离考察.1989年美国宇航局发射的“伽利略号〞探测器飞行6年到达木星，对木星进展了长达7年的考察.2003年美国的“勇气号〞与“机遇号〞火星探测器分别发射成功．经过七个多月的旅行后，“勇气号〞于2004年1月登陆火星．2007年中国的“嫦娥一号〞月球探测器发射成功．2021年中国的“嫦娥二号〞月球探测器发射成功．2021年中国的“嫦娥三号〞月球探测器成功登月．判断以下说法的正误．(1)在地面上发射人造卫星的最小速度是7.9 km/s.(√)(2)如果在地面发射卫星的速度大于11.2 km/s，卫星会永远离开地球．(√)(3)要发射一颗人造月球卫星，在地面的发射速度应大于16.7 km/s.(×)(4)使火箭向前射出的力是它利用火药燃烧向后急速喷出的气体产生的作用力．(√)一、火箭与人造卫星的发射1．人造卫星：人造卫星要进入飞行轨道必须有足够大的速度．发射速度大于7.9 km/s可进入绕地球飞行的轨道，成为人造地球卫星；发射速度大于或等于11.2 km/s可成为太阳的人造行星或飞到其他行星上去．2．三级火箭(1)一级火箭的最终速度达不到发射人造卫星所需要的速度，发射卫星要用多级火箭．(2)三级火箭的工作过程火箭起飞时，第一级火箭的发动机“点火〞，燃料燃尽后，第二级火箭开场工作，并且自动脱掉第一级火箭的外壳，以此类推……由于各级火箭的连接部位需大量附属设备，这些附属设备具有一定的质量，并且级数越多，连接部位的附属设备质量越大，并且所需的技术要求也相当精细，因此，火箭的级数并不是越多越好，一般用三级火箭．例1(多项选择)一颗人造地球卫星以初速度v发射后，可绕地球做匀速圆周运动，假设使发射速度增大为2v，那么该卫星可能( )A．绕地球做匀速圆周运动B．绕地球运动，轨道变为椭圆C．不绕地球运动，成为太阳的人造行星D．挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙答案CD解析以初速度v发射后能成为人造地球卫星，可知发射速度v一定大于第一宇宙速度7.9 km/s；当以2v速度发射时，发射速度一定大于15.8 km/s，已超过了第二宇宙速度11.2 km/s，也可能超过第三宇宙速度16.7 km/s，所以此卫星不再绕地球运行，可能绕太阳运行，或者飞到太阳系以外的宇宙，应选项C、D正确．二、人造地球卫星1．人造地球卫星的轨道特点卫星绕地球运动的轨道可以是椭圆轨道，也可以是圆轨道．(1)卫星绕地球沿椭圆轨道运动时，地心是椭圆的一个焦点，卫星的周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律．(2)卫星绕地球沿圆轨道运动时，因为地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运动的向心力，而万有引力指向地心，所以地心必定是卫星圆轨道的圆心．(3)卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步卫星)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以和赤道平面成任一角度，如图1所示．图12．地球同步卫星地球同步卫星位于地球赤道上方，相对于地面静止不动，它跟地球的自转角速度一样，广泛应用于通信，又叫同步通信卫星．地球同步卫星的特点见下表：周期一定与地球自转周期一样，即T＝24 h＝86 400 s角速度一定与地球自转的角速度一样高度一定卫星离地面高度h＝r－R≈6R(为恒量) ≈3.6×104 km速度大小一定v ＝2πrT＝3.07 km/s(为恒量)，环绕方向与地球自转方向一样向心加速度大小一定 a ＝0.23 m/s 2轨道平面一定轨道平面与赤道平面共面例2 (多项选择)“静止〞在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料．设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，以下说法中正确的选项是( ) A ．同步卫星距地面的高度是地球半径的(n －1)倍 B ．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的1nC ．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的1nD ．同步卫星的向心加速度是地球外表重力加速度的1n(忽略地球的自转效应)答案 AB解析地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，所以同步卫星距地面的高度是地球半径的(n －1)倍，A 正确．由万有引力提供向心力得GMm r 2＝mv 2r ，v ＝GMr，r ＝nR ，第一宇宙速度v ′＝GMR，所以同步卫星运行速度是第一宇宙速度的1n，B 正确．同步卫星与地球赤道上的物体具有一样的角速度，根据v ＝rω知，同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转的速度的n 倍，C 错误．根据GMm r 2＝ma ，得a ＝GMr2，那么同步卫星的向心加速度是地球外表重力加速度的1n2，D 错误．【考点】同步卫星规律的理解和应用【题点】同步卫星规律的理解与应用针对训练1 如图2所示，中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统．其中有静止轨道同步卫星和中地球轨道卫星．中地球轨道卫星的轨道高度在5 000～15 000 km ，那么以下说法正确的选项是( )图2A ．中地球轨道卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度B ．上述两种卫星的运行速度可能大于7.9 km/sC ．中地球轨道卫星绕地球一圈时间大于24小时D ．静止轨道同步卫星的周期大于中地球轨道卫星的周期答案 D三、“赤道上物体〞“同步卫星〞和“近地卫星〞的比拟例3 如图3所示，A 为地面上的待发射卫星，B 为近地圆轨道卫星，C 为地球同步卫星．三颗卫星质量一样，三颗卫星的线速度大小分别为v A 、v B 、v C ，角速度大小分别为ωA 、ωB 、ωC ，周期分别为T A 、T B 、T C ，向心加速度分别为a A 、a B 、a C ，那么( )图3A ．ωA ＝ωC <ωB B ．T A ＝TC <T B C ．v A ＝v C <v BD ．a A ＝a C >a B答案 A解析同步卫星与地球自转同步，故T A ＝T C ，ωA ＝ωC ，由v ＝ωr 及a ＝ω2r 得v C >v A ，a C >a A同步卫星和近地卫星，根据GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r ＝ma ，知v B >v C ，ωB >ωC ，T B <T C ，a B >a C .故可知v B >v C >v A ，ωB >ωC ＝ωA ，T B <T C ＝T A ，a B >a C >a A .选项A 正确，B 、C 、D 错误．【考点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照【题点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比拟1．同步卫星和近地卫星一样点：都是万有引力提供向心力即都满足GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r ＝ma .由上式比拟各运动量的大小关系，即r 越大，v 、ω、a 越小，T 越大． 2．同步卫星和赤道上物体一样点：周期和角速度一样不同点：向心力来源不同对于同步卫星，有GMm r2＝ma ＝mω2r 对于赤道上物体，有GMm r2＝mg ＋mω2r 因此要通过v ＝ωr ，a ＝ω2r 比拟两者的线速度和向心加速度的大小．针对训练 2 (多项选择)关于近地卫星、同步卫星、赤道上物体，以下说法正确的选项是( )A ．都是万有引力等于向心力B ．赤道上的物体和同步卫星的周期、线速度、角速度都相等C ．赤道上的物体和近地卫星的线速度、周期不同D ．同步卫星的周期大于近地卫星的周期答案 CD解析赤道上的物体是由万有引力的一个分力提供向心力，A 项错误；赤道上的物体和同步卫星有一样周期和角速度，但线速度不同，B 项错误；同步卫星和近地卫星有一样的中心天体，根据GMm r 2＝m v 2r ＝m 4π2T 2r 得v ＝GMr ，T ＝2π r 3GM，由于r 同>r 近，故v 同<v 近，T 同>T 近，D 项正确；赤道上物体、近地卫星、同步卫星三者间的周期关系为T 赤＝T 同>T 近，根据v ＝ωr 可知v 赤<v 同，那么线速度关系为v 赤<v 同<v 近，故C 项正确．【考点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照【题点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照1．(人造卫星的发射)2013年6月11日17时38分，“神舟十号〞飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进展了首次太空授课．在飞船进入离地面343 km 的圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( ) A ．等于7.9 km/sB ．介于7.9 km/s 和11.2 km/s 之间C ．小于7.9 km/sD ．介于7.9 km/s 和16.7 km/s 之间答案 C解析卫星在圆形轨道上运行的速度v ＝GMr.由于轨道半径r ＞地球半径R ，所以v ＜GMR＝7.9 km/s ，C 正确． 2．(对同步卫星的认识)以下关于我国发射的“亚洲一号〞地球同步通讯卫星的说法，正确的选项是( )A ．假设其质量加倍，那么轨道半径也要加倍B ．它在北京上空运行，故可用于我国的电视播送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一样答案 D解析由同步卫星的轨道固定可知轨道半径与卫星质量无关，A 错；同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，B 错；第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度，而同步卫星在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度，C 错；所谓“同步〞就是卫星保持与赤道上某一点相对静止，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度一样，D 对．3．(对同步卫星的认识)(多项选择)我国数据中继卫星“天链一号01星〞在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点的“天链一号01星〞，以下说法中正确的选项是( )A ．运行速度大于7.9 km/sB ．离地面高度一定，相对地面静止C ．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D ．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等答案 BC解析成功定点后的“天链一号01星〞是同步卫星，即T ＝24 h ．由G Mm r 2＝m v 2r ＝m 4π2T 2r ，得v ＝GMr，T ＝2πr 3GM.由于同步卫星的轨道半径r 大于地球的半径R ，所以“天链一号01星〞的运行速度小于第一宇宙速度(7.9 km/s)，A 错误．由于“天链一号01星〞的运行周期T 是一定的，所以轨道半径r 一定，离地面的高度一定，B 正确．由于ω＝2πT，且T 同<T 月，故ω同>ω月，C 正确．同步卫星与静止在赤道上的物体具有一样的转动周期T ，且赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由a ＝(2πT)2r 得赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，D 错误．【考点】同步卫星规律的理解和应用【题点】同步卫星规律的理解和应用4．(同步卫星与赤道上物体及近地卫星的比拟)(多项选择)如图4所示，同步卫星与地心的距离为r ，运行速率为v 1，向心加速度为a 1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球半径为R ，那么以下比值正确的选项是( )图4A.a 1a 2＝r RB.a 1a 2＝(R r)2C.v 1v 2＝r RD.v 1v 2＝R r答案 AD解析同步卫星：轨道半径为r ，运行速率为v 1，向心加速度为a 1；地球赤道上的物体：轨道半径为R ，随地球自转的向心加速度为a 2；以第一宇宙速度运行的卫星为近地卫星．对于卫星，其共同特点是万有引力提供向心力，那么G Mm r 2＝m v 2r ，故 v 1v 2＝Rr. 对于同步卫星和地球赤道上的物体，其共同特点是角速度相等，那么a ＝ω2r ，故 a 1a 2＝r R. 【考点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照【题点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照一、选择题考点一人造卫星同步卫星1．由于通讯和播送等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( ) A. 质量可以不同 B. 轨道半径可以不同 C. 轨道平面可以不同 D. 速率可以不同答案 A解析万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，GMm r 2＝m (2πT )2r ＝m v 2r ，解得周期T ＝2πr 3GM，环绕速度v＝GMr，可见周期一样的情况下轨道半径必然一样，B错误．轨道半径一样必然环绕速度一样，D错误．同步卫星相对于地面静止在赤道上空，所有的同步卫星轨道运行在赤道上空同一个圆轨道上，C错误．同步卫星的质量可以不同，A正确．2.中国方案2021年左右建成覆盖全球的北斗卫星导航系统．如图1所示，北斗卫星导航系统由5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星(离地面高度约21 000 km)及其他轨道卫星共35颗组成．那么( )图1A．静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在北京正上空B．中地球轨道卫星比同步卫星速度更快C．中地球轨道卫星周期大于24小时D．静止轨道卫星的发射速度小于第一宇宙速度答案 B解析静止轨道卫星即同步卫星，其离地面高度约36 000 km，周期为24 h，它的轨道半径比中地球轨道卫星的大，故静止轨道卫星的线速度比中地球轨道卫星小，周期比中地球轨道卫星大，B正确，C错误．静止轨道卫星只能定位在赤道上空，A错误．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度，D错误．【考点】同步卫星规律的理解和应用【题点】同步卫星规律的理解和应用3．如图2所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图，那么卫星( )图2A．在a轨道运行的周期一定为24 hB．在b轨道运行的速度始终不变C．在c轨道运行的速度大小始终不变D．在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的答案 D4．我国在轨运行的气象卫星有两类，如图3所示，一类是极地轨道卫星——“风云1号〞，绕地球做匀速圆周运动的周期为12 h ，另一类是地球同步轨道卫星——“风云2号〞，运行周期为24 h ．以下说法正确的选项是( )图3A ．“风云1号〞的线速度大于“风云2号〞的线速度B ．“风云2号〞的运行速度大于7.9 km/sC ．“风云1号〞的发射速度大于“风云2号〞的发射速度D ．“风云1号〞“风云2号〞相对地面均静止答案 A解析由r 3T 2＝k 知，“风云2号〞的轨道半径大于“风云1号〞的轨道半径，由G Mm r 2＝m v 2r得v＝GM r，r 越大，v 越小，所以A 正确．第一宇宙速度7.9 km/s 是最大的环绕速度，B 错误．把卫星发射得越远，所需发射速度越大，C 错误．只有同步卫星相对地面静止，所以D 错误．【考点】同步卫星规律的理解和应用【题点】同步卫星规律的理解和应用5.如图4，假设两颗人造卫星a 和b 均绕地球做匀速圆周运动，a 、b 到地心O 的距离分别为r 1、r 2，线速度大小分别为v 1、v 2，那么( )图4A.v 1v 2＝r 2r 1B.v 1v 2＝r 1r 2 C.v 1v 2＝(r 2r 1)2D.v 1v 2＝(r 1r 2)2答案 A解析由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据G Mm r2＝m v 2r ，得v ＝GM r ，所以v 1v 2＝r 2r 1，故A 正确，B 、C 、D 错误． 6．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约为地球半径的6.6倍．假设地球的自转周期变小，假设仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，那么地球自转周期的最小值约为( ) A ．1 h B ．4 h C ．8 h D ．16 h答案 B解析万有引力提供向心力，对同步卫星有：GMm r 2＝mr 4π2T2，整理得GM ＝4π2r3T2当rR 地时，T ＝24 h假设地球的自转周期变小，轨道半径最小为2R 地三颗同步卫星如下图分布．那么有4π2(R 地)3T 2＝4π2(2R 地)3T ′2解得T ′≈T6＝4 h ，选项B 正确．【考点】同步卫星规律的理解和应用【题点】同步卫星规律的理解与应用考点二赤道上物体、同步卫星、近地卫星的比拟7.如图5所示，地球赤道上的山丘e 、近地卫星p 和同步卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e 、p 、q 的线速度大小分别为v 1、v 2、v 3，向心加速度分别为a 1、a 2、a 3，那么( )图5A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＜v 2＜v 3C ．a 1＞a 2＞a 3D ．a 1＜a 3＜a 2答案 D解析卫星的线速度大小v ＝GMr，可见卫星距离地心越远，r 越大，那么线速度越小，所以v 3＜v 2.q 是同步卫星，其角速度ω与地球自转角速度一样，所以其线速度v 3＝ωr 3＞v 1＝ωr 1，选项A 、B 均错误．由G Mm r 2＝ma ，得a ＝GMr2，同步卫星q 的轨道半径大于近地卫星p 的轨道半径，可知向心加速度a 3＜a 2.由于同步卫星q 的角速度ω与地球自转的角速度一样，即与地球赤道上的山丘e 的角速度一样，但q 的轨道半径大于e 的轨道半径，根据a ＝ω2r 可知a 1＜a 3.根据以上分析可知，选项C 错误，D 正确．【考点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照【题点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照8．设地球半径为R ，a 为静止在地球赤道上的一个物体，b 为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c 为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r .以下说法中正确的选项是( ) A ．a 与c 的线速度大小之比为rR B ．a 与c 的线速度大小之比为R rC ．b 与c 的周期之比为r RD ．b 与c 的周期之比为R rR r答案 D解析物体a 与同步卫星c 角速度相等，由v ＝rω可得，二者线速度大小之比为R r，选项A 、B 均错误；而b 、c 均为卫星，由T ＝2π r 3GM 可得，二者周期之比为R r Rr，选项C 错误，D 正确．【考点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照【题点】赤道上物体、同步卫星以及近地卫星运动规律比照二、非选择题9．(卫星周期的计算)据报道：某国发射了一颗质量为100 kg 、周期为1 h 的人造环月卫星，一位同学记不住引力常数G 的数值，且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的14，月球外表重力加速度为地球外表重力加速度的16，经过推理，他认定该报道是一那么假新闻，试写出他的论证方案．(地球半径约为6.4×103km ，g 地取9.8 m/s 2)答案见解析解析对环月卫星，根据万有引力定律和牛顿第二定律得GMm r 2＝m 4π2T2r ，解得T ＝2πr 3GM那么r ＝R 月时，T 有最小值，又GMR 月2＝g 月故T min ＝2πR 月g 月＝2π 14R 地16g 地＝2π 3R 地2g 地代入数据解得T min ≈1.73 h环月卫星最小周期为1.73 h ，故该报道是那么假新闻．【考点】人造卫星各物理量与半径的关系【题点】人造卫星各物理量与半径的关系10．(同步卫星运动参量的计算)地球的半径是 6.4×106m ，地球的自转周期是 24 h ，地球的质量是5.98×1024kg ，引力常数G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，假设要发射一颗地球同步卫星，试求：(1)地球同步卫星的轨道半径r ；(2)地球同步卫星的环绕速度v 的大小，并与第一宇宙速度比拟大小关系．答案 (1)4.2×107m (2)3.1×103m/s 小于第一宇宙速度解析 (1)根据万有引力提供向心力得；GMm r 2＝mω2r ，ω＝2πT，那么 r ＝3GMT 24π2＝36.67×10－11×5.98×1024×(24×3 600)22m≈4.2×107m.(2)根据GMm r 2＝m v 2r 得：v ＝GM r＝ 6.67×10－11×5.98×10244.2×107m/s≈3.1×103m/s ＝3.1 km/s ＜7.9 km/s. 11．(同步卫星的理解卫星追赶问题)我国正在逐步建立同步卫星与“伽利略方案〞等中低轨道卫星构成的卫星通信系统．(1)假设地球的平均半径为R 0，自转周期为T 0，地表的重力加速度为g ，试求同步卫星的轨道半径r .(2)有一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步卫星轨道半径r 的四分之一，试求该卫星至少每隔多长时间才在同一地点的正上方出现一次．(计算结果只能用题中物理量的字母表示)答案 (1)3gR 02T 024π2(2)T 07解析 (1)设地球的质量为M ，同步卫星的质量为m ，运动周期为T ，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，故G Mm r2＝mr (2πT)2①同步卫星的周期为T ＝T 0②而对地球外表的物体，重力近似等于万有引力，有m ′g ＝GMm ′R 02③ 由①②③式解得r ＝3gR 02T 024π2.(2)由①式可知T 2∝r 3，设低轨道卫星运行的周期为T ′，那么T ′2T 2＝(r4)3r 3，因而T ′＝T 08，设卫星至少每隔t 时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系θ＝ωt ，得2πT ′t －2πT 0t ＝2π，解得t ＝T 07，即卫星至少每隔T 07时间才在同一地点的正上方出现一次．【考点】卫星的“追赶〞问题【题点】卫星的“追赶〞问题。

新粤教版高中物理必修二第三章第三节《飞向太空》(19ppt)

用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。它自身携带燃烧剂与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，既可在大气中，又可在外层空间飞行。现代火箭可用作快速远距离运送工具，如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具，以及其他飞行器的助推器等。
观测卫星：分为对地观
测卫星和对其它星球观测卫星。对地观测卫星包括地球资源卫星、军事侦察卫星、海洋卫星和测地卫星等。其它星球观测卫星包括对月观测卫星和对太阳观测卫星等。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
太空探索：1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天，拉开
了人类航天时代的序幕。前苏联宇航员加加林，于1961年4月12日，乘坐前苏联“东方号”飞船，环绕地球飞行了一圈，历时近两个小
时，成为第一位进入太空的人。登月：月球是距离地球最近的天体(约
38万公里)，是人类进行太空探险的第一站。1959年前苏联发射的月球2号探测器在月球着陆，这是人类的航天器第一次到达地球以外的天体。同年10月，月球3号飞越月球，发回第一批月球背面的照片。1970年发射的月球16号着陆于丰富海，把100克月球土壤送回了地球。
几乎布满整个月面,是月球上最显著的特征。月面上重重叠叠的环形山酷似地球上的火山口，中央有一块圆形的平地，外围是一圈隆起的山环。环形山的中间是一个陷落的深坑，四周围有高耸直立的岩石，环形山的高度一般在7～8公里之间。大的环形山直径超过100公里。最大的环形山是月球南极附近的贝利环形山，直径达295公里，可以把整个海南岛装进去。

2017-2021年高中物理必修2(粤教版)习题：第三章第三节飞向太空

物理粤教版2教学设计：第三章第三节 飞向太空含答案

【河东教育】粤教版高中物理必修2第3章第3节 飞向太空-课文知识点解析

粤教版高中物理必修2第3章第3节 飞向太空-备课资料

物理粤教版必修2 第三章第三节飞向太空 课堂练习 Word版含解析

高中物理 基础知识篇 第三章 第三节 飞向太空同步练测 粤教版必修2

高中物理 第三章 万有引力定律及其应用 第3节 飞向太空素材 粤教版必修2(2021年最新整理)